理科

【光の反射】反射の法則とは?ポイントや作図のやり方を解説するぞ!

ゆい
ゆい

光の反射について教えてください!

角度とか、鏡にうつる像の問題とか…

ややこしいのが多いですよね

かず先生
かず先生

たしかに苦手にしている人が多いところだね

でも、ポイントをおさえておけば大丈夫!

ってことで、今回は中学理科で学習する「光」の単元から、光の反射について学習していきましょう!

光については、大きく分けて次の3つの内容を学習します。

  • 光の反射
  • 光の屈折
  • 凸レンズと像

この中から、一番の基礎である「光の反射」についてイチから見ていこう!

光の反射【反射の法則とは】

太陽や電灯など、光を出すものを光源(こうげん)っていうよ!

それで、光っていうのは直進するという性質があります。

なんだけど!

光は鏡などの物体にぶつかっちゃうと

こんな感じではね返っちゃうんだよね。

これを光の反射といいます。

かず先生
かず先生

ここでテストに出る重要なポイントがあるよ!

それはこれ!

光が反射した部分に垂直な線を書き入れ、そこにできた角度をそれぞれ入射角、反射角といいます。

更に、この入射角と反射角は必ず同じ大きさになるという性質があるので覚えておきましょう。これを反射の法則といいます。

 

この入射角、反射角を扱う上で気を付けておきたいポイントがあります。

それはこれ!

角を問われる問題で、ここの部分を入射角、反射角と答えてしまう人が多い…

入射角、反射角は垂直な線を引いたところにできる角だからね!

間違えないように気を付けてください。

ゆい
ゆい

あー間違えそうだ…気を付けないとね!

 

向きが違ったりしても、考え方は同じ

垂直な線を引いたときにできる角を見るっていうのがポイントだぞ!

 

 

かず先生
かず先生

では、ちょっと練習問題に挑戦してみようか!

次の場合の入射角、反射角がそれぞれ何度になるか求めなさい。

答えはこちら

答え

入射角:60° 反射角:60°

反射した部分に垂直な線を引いて考えると、次のようになります。

入射角がわかったら、反射の法則から反射角もわかっちゃうね!

光の反射の作図

反射の法則によって、入射角と反射角は等しくなる。

ということが理解できたら次の問題が解けるようになります。

次の光が反射したときの光の道筋を作図しなさい。

ゆい
ゆい

(げげ…作図か…)

かず先生
かず先生

入射角と反射角は等しい!

これを知ってれば楽勝さ♪

理科の作図、と聞いただけで拒否反応を起こしてしまう方も多いですが(^^;)

実際にはかなり楽勝な問題です。

入射と同じようにはね返せばOK!

まずは、目盛りを見ながら光がどのように進んでいるかをチェックします。

今回ではあれば右に2、下に3ですね。

すると、これと同じように右へ2、上に3進むように光の道筋を書いてやれば完成!

簡単だよね♪

しっかりと目盛りを読み取ればいいだけだ!

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鏡による像について

光の反射のところでは、鏡を用いた像を考えます。

 

鏡の前に立つと、自分の姿が映って見えるよね!

ゆい
ゆい

ま、当たり前だよね…

うん、当たり前っちゃ当たり前なんだけど

このことについて、ちょっと詳しく考えてみよう。

 

まず、ものが見えるっていうのはどういう仕組みかっていうとね

光が直接、目に届いている場合

光源から出た光が物体に反射して目に届いている場合

っていうのがあります。

 

このことを知っておくと、鏡に自分の姿が映って見える特徴も理解できます。

光源から出た光が自分の体に反射し、その光が鏡で反射、そして自分の目に届く。

だから、鏡に自分の姿が映って見えるというわけですね。

 

鏡に映る像は

このように鏡を対象の軸として、ちょうど線対称になっている場所にできます。

 

さらに、上から鏡を覗き込んだ場合

このような光の反射によって、覗き込んだ人の目に光が届くことになります。

 

鏡の中にできる像の場所をかき、それと目を直線でつなぐことによって光の反射の場所を調べることができますね!

では、鏡の像について理解を深めるために練習問題に挑戦してみましょう!

男の子の位置から、鏡を通して見ることができないのはA、B、Cのうちどの位置か求めなさい。

まずは、鏡の中にできる像の位置をそれぞれ図示しましょう。

鏡を境界に対称となる位置にそれぞれ像をかきます。

そこから像と男の子を直線で結び、光が鏡のどの部分で反射すれば男の子に届くかを考えます。

まずはAから!

このように、Aの位置では鏡の下の部分に反射すれば男の子に届くことがわかるね!

 

次はBだ!

Bもちゃんと鏡で反射して男の子に届くことがわかるね!

 

では、最後にCをみてみよう!

おや…Cの像を男の子に届けようと思ったら、鏡が小さくて反射できないってことがわかるね

以上から、男の子が鏡で見ることができないのはCの位置ってことになります。

答え

Cの位置

鏡の像を考える場合

まずは、鏡の中にできる像の位置を考える

そこから、目線と像を直線で結び、光が反射する位置をつきとめるのだ!

 

光の反射【まとめ】

ゆい
ゆい

へぇ~ってことが盛りだくさんだったよ!

かず先生
かず先生

そうだね!

光って生活の中では当たり前に存在しているものだけど、あまり深く考えたことなんてないもんねー

だけど、考え方としては非常にシンプルだね

入射角と反射角が等しいっていうのが大事だからしっかりと覚えておこう!

光の反射まとめ

 

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