中学1年生の理科で学ぶ「光の性質」は、光の反射や屈折、光の速度など、私たちの身の回りにある現象を理解するために重要な基本的な内容です。光の性質を正しく理解することは、テストで良い結果を出すためにも欠かせません。この記事では、光の反射、屈折、光の速さなど、テストに頻出のポイントを整理してわかりやすく解説します。これをしっかり押さえて、テスト対策に役立てましょう！
光の性質
- 光の直進…光が空気中やガラスの中などをまっすぐ進むこと
- 光の反射…光が、鏡などの表面にあたり、はね返ること
入射角と反射角の大きさは等しい。又でこぼこになった表面に光があたると、鏡のように決まった方向に反射しないで、光はさまざまな方向へ進む。このことを乱反射といいます。
光の反射
光が物体に当たってはね返ることを反射といいます。鏡のようななめらかな面では、反射の法則にしたがって反射します。
- 法線…光が当たる点を通り、鏡などに垂直にたてた線。
- 入射角…入射する光と法線とのなす角
- 反射角…反射する光と法線とのなす角。
- 反射の法則…入射角と反射角はつねに等しくなる。
像
鏡にうつった物体は、反射した光が鏡の裏側の、物体と対称の位置からくるように見えるため、鏡の奥にあるように見えます。鏡などにうつって見える物体の姿を像といい、鏡にうつる像は虚像といいます。
乱反射
鏡やよくみがいた金属の表面では、光は反射の法則にしたがって反射しますが、みがいていない物体の表面はでこぼこしており、光は不規則に反射します。このような反射のしかたを乱反射といいます。
乱反射の場合でも、ある1 点だけに注目すれば、入射角と反射角は等しく、反射の法則は成り立っています。
みずから光を発していないものが見えるのも、物体の表面で乱反射したために、さまざまな方 向に進む光が目に達するためです。
光の屈折
光の屈折とは、光が水面やガラスの面に斜めに当たったとき、境界面で折れ曲がって進むことをいう。光は、透明な2種類の物質の境界面で折れ曲がります。光がある透明な物質から他の透明な物質へ進むとき(たとえば空気中から水中へ進むとき)、光は境界面で折れ曲がります。
- 空気中からガラスや水に進む時は、そのまま直進するより、深く曲がる。
- 反対にガラスや水から空気中に進む時は、そのまま直進するより、ガラス・水面に近く曲がる。
法線と入射光線とのなす角を入射角といい、法線と屈折した光線とのなす角を屈折角といいましたね。空気中から、水やガラスの中に光が進むときは、つねに入射角よりも屈折角のほうが小さいです。
（屈折の例）お椀の底にを置き、硬貨が見えなくなります。 ぎりぎりの位置に目線の位置を決めます。その目線を動かさずに、お椀に水を注ぐと硬貨が浮き上がって見えてきます。これは、硬貨からの光が水面で屈折するためです。
全反射
入射角がある大きさを超えると屈折して出ていく光がなくなりすべて反射すること。
凸レンズ
焦点は、平行な光を凸レンズにあてると、すべてある一点に集まる点のことで、凸レンズの中心からそこまでの距離を焦点距離という。
凸レンズを通して、スクリーンに映る像を実像といい、上下左右が逆になる。
像の大きさ
- 物体を焦点距離の2倍の位置に置いて凸レンズで物体の像を映すと、像の大きさは物体と等しくなる。
- 物体をさらに凸レンズから遠ざけると、映る像の大きさは物体に比べて小さくなる。
- 反対に、近づけると大きくなり、焦点上に物体を置くと像はスクリーンに映らない。
- 物体を焦点の内側に置くとき、スクリーン側から凸レンズを見ると、大きな正立の虚像が見える。これは、ルーペでものを見る時の像と同じで、スクリーンには映せない。
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