LESSON 1 / 3
光の性質¶
光の反射・屈折と凸レンズ、音の性質、力のはたらきとばねののびを、実験の結果から規則性として見いだす。
このLessonでできるようになること¶
- 反射の法則を使って、反射光の進み方をかける
- 屈折のしかたを、光が進む向きで区別して説明できる
- 凸レンズによる実像・虚像のでき方を、物体の位置と結び付けて説明できる
前に習ったこと¶
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基本を理解する¶
光の反射¶
光は同じ物質の中ではまっすぐ進みます。鏡などで光がはね返ることを反射といいます。
- 反射の法則:入射角 = 反射角
- 鏡にうつる像は、鏡をはさんで物体と対称な位置にあるように見える。
- でこぼこした面では光がいろいろな向きに反射する(乱反射)ので、どの方向からも物体が見える。
光の屈折¶
光が異なる物質の境界面を斜めに進むとき、折れ曲がることを屈折といいます。
| 光の進む向き | 入射角と屈折角 |
|---|---|
| 空気 → 水・ガラス | 屈折角 < 入射角(法線に近づく) |
| 水・ガラス → 空気 | 屈折角 > 入射角(法線から離れる) |
水やガラスから空気へ進む光の入射角を大きくしていくと、光がすべて反射します(全反射、光ファイバーに利用)。白色の光はプリズムで、いろいろな色の光に分かれます。
凸レンズのはたらき¶
光軸に平行な光は、凸レンズを通ったあと焦点に集まります。レンズの中心から焦点までの距離が焦点距離です。
| 物体の位置 | 像 | 像の位置 | 像の大きさ |
|---|---|---|---|
| 焦点距離の2倍より遠い | 実像(倒立) | 焦点と焦点距離の2倍の間 | 物体より小さい |
| 焦点距離の2倍 | 実像(倒立) | 焦点距離の2倍 | 物体と同じ |
| 焦点と焦点距離の2倍の間 | 実像(倒立) | 焦点距離の2倍より遠い | 物体より大きい |
| 焦点 | 像はできない | - | - |
| 焦点の内側 | 虚像(正立) | 物体と同じ側(スクリーンにはうつらない) | 物体より大きい |
スクリーンにうつる像が実像、レンズを通して見える像が虚像です(虫めがね)。
動かして確かめる¶
変える条件を一つ決め、結果を予想してから操作しよう。
例題¶
像の位置を求めよう¶
焦点距離 10 cm の凸レンズの前 20 cm に物体を置いた。像はどこにどんな大きさでできるか。
解き方
20 cm は焦点距離の2倍。反対側の 20 cm(焦点距離の2倍)の位置に、物体と同じ大きさの倒立の実像ができる。
自分でやってみる¶
問題を読み込んでいます…
間違えやすいポイント¶
「入射角を鏡の面からはかる」¶
入射角・反射角・屈折角は、すべて法線(境界面に垂直な線)からはかる。
「虚像もスクリーンにうつる」¶
虚像は光が実際には集まっていないので、スクリーンにはうつらない。
まとめ¶
| 確かめること | できること |
|---|---|
| 1 | 反射の法則を使って、反射光の進み方をかける |
| 2 | 屈折のしかたを、光が進む向きで区別して説明できる |
| 3 | 凸レンズによる実像・虚像のでき方を、物体の位置と結び付けて説明できる |
理解度チェック¶
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