光が目に入るから、見える
自ら光を出す物が光源。光源以外の物は、光源の光がその物で反射して目に届くことで見える。光は均一な物質の中を直進する。白色光にはさまざまな色の光が含まれ、プリズムを通すとそれらに分かれる。
光源 → 物で反射 → 目。目から物へ光が出るのではない。
光の世界 — 攻略せよ。
STAGE 08 / PHYSICS / 中1
光はどこから目に届く？ 境界でどう曲がり、レンズでどんな像になる？ 反射・屈折・全反射・凸レンズを、条件と根拠で攻略しよう。登録不要・無料。
KEY POINTS
光の世界の6つのポイント
角度の基準・進む向き・焦点との位置関係を読もう。
角度は表面ではなく、垂直な線から
入射角・反射角は、入射点で面に垂直に立てた線（法線）から測る。入射角＝反射角。平面鏡の像は鏡に対して物体と対称な位置に見える。ざらざらした面の乱反射でも、一つ一つの小さな面では反射の法則が成り立つ。
表面との角＋垂直な線との角＝90°。乱反射も例外ではない。
曲がる向きは、どこからどこへで決まる
屈折角も境界に垂直な線から測る。空気から水・ガラスへ斜めに進むと屈折角＜入射角。水・ガラスから空気へ通り抜けると屈折角＞入射角。垂直に入ると向きは変わらない。水中の物が浅く見えるのは、屈折した光を目が直進して来たようにとらえるため。
光が進む順番を確認。境界に入れば必ず曲がる、ではない。
全反射には、向きと角度の条件がある
水・ガラスから空気へ進む光で、入射角がある角度を超えると、外へ出る屈折光がなくなり、すべてが内側へ反射する。これが全反射。空気から水へ入る場合や、垂直に入る場合に起こる現象ではない。
水・ガラス → 空気、かつ十分に大きい入射角。
凸レンズの3つの基本光路
中1の薄い凸レンズのモデルでは、光軸と平行に入る光は反対側の焦点を通る。中心を通る光はほぼ直進する。入射側の焦点を通って入る光は、通過後に光軸と平行になる。焦点は左右にあり、中心から焦点までが焦点距離。
平行 → 焦点 ／ 中心 → 直進 ／ 入射側の焦点 → 平行。
物体の位置で、像を判定する
物体が焦点距離の2倍より遠いと小さい倒立の実像、ちょうど2倍なら同じ大きさの倒立の実像、焦点と2倍の間なら大きい倒立の実像ができる。実像はスクリーンに映せる。焦点より内側ではレンズ越しに大きい正立の虚像が見え、スクリーンには映せない。焦点上では反対側の有限の距離に実像はできない。
焦点の外・上・内を分ける。実像はスクリーン、虚像はレンズ越し。
TRACE & REASON
光を4つの条件で追う
現象名を当てる前に、光の出所と進む方向を確認しよう。
- CHECK 01光の出所
光源？ 物で反射した光？ 目に届くまで追う。
- CHECK 02角度の基準
境界に垂直な線から測っているか確認。
- CHECK 03進む向き
空気→水と水→空気を取り違えない。
- CHECK 04焦点との距離
焦点・2倍の位置・内側を区別して像を判断。
WATCH OUT
ここでつまずかない
表面から測った角を反射角にする
反射角は垂直な線から測る。表面との角とは合わせて90°になる。
斜めに入れば必ず全反射する
水・ガラスから空気へ進む向きと、ある角度を超える入射角の両方が必要。
レンズを通る光は全部焦点へ向かう
光軸と平行な光、中心を通る光、入射側の焦点を通る光で規則を分ける。
大きく見えた像ならスクリーンにも映る
焦点内側で見える大きい正立の虚像はスクリーンには映せない。大きさだけでは判断できない。
UNIT TEST / 単元テスト
光の世界 単元テスト
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