理科

【全反射とは?】光が全反射する条件、中学理科のポイントまとめ!

ゆい
ゆい

反射と屈折、それぞれについては理解しました!

けど…全反射ってなに!?

かず先生
かず先生

反射と屈折が理解できたなら

全反射も簡単だぜ!

ってことで、今回の記事では中学理科で学習する「光」の単元から全反射について学んでいこう!

 

全反射を理解するためには、光の反射や屈折について知っておく必要があるから

わかんねー!!って人はこちらの記事で確認しておいてね!

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全反射とは?

光っていうのは、空気中からガラスや水、ガラスや水から空気中に出るときには、反射と屈折が起こるのでしたね。

 

光の入射角が大きくなるよう、境界面に光を近づけていくとどうなるでしょうか。

すると、屈折する光もだんだんと境界面に近づいていきます。

さらに入射角が大きくなるよう、光を傾けていくと…

屈折角が90°になるタイミングがやってきます。

つまり、光が境界面上に屈折するってことですね。

 

これ以上、入射角を大きくしても…

このように、屈折する光はなくなり反射だけとなってしまいます。

このような状態のことを全反射といいます。

ゆい
ゆい

なるほど!

屈折する光がなくなって、反射だけになっちゃう。

全部反射だから…全反射ってことね

 

ちなみに!

入射角を大きくしていって、屈折角が90°になったとき

このときの入射角の大きさを臨界角(りんかいかく)というよ。

中学理科で問われることは少ない用語ですが、一応覚えておきたいですね。

全反射とは

水中、ガラスの中から空気中に光が進むとき、入射角がある一定の大きさを超えると、光がすべて反射される現象のことを全反射という。

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全反射の条件

全反射とは、すべての条件で起こるものではありません。

中学理科の範囲内で考えると、次の2つの条件において全反射が起こります。

  • 水、ガラスの中から空気中に光が進むとき
  • 入射角がある程度の大きさを超えたとき

空気中から、水やガラスに光が進む場合には

このように、屈折角が入射角よりも小さくなってしまうので全反射は起こりません。

 

なので、全反射を考える問題では

このように、水やガラスの中から光が進む場合を考えるようになります。

 

ちなみに、水の中から空気中へと光が進む場合

全反射するための条件(臨界角)は約49°になるようです。

つまり、入射角を49°よりも大きくすれば全反射が起こるってことですね!

全反射の例【光ファイバー】

全反射の現象を利用したものの例として取り上げられるのが

光ファイバー

です。

 

ゆい
ゆい

ん、光ファイバーってなに…?

たしかに…(^^;)

あまり馴染みのないものだから、想像がつかないよねw

 

光ファイバーっていうのは、ほそーいガラス繊維のことでして、通信回線や内視鏡などに使われたりします。

全反射を繰り返すことで、遠くまで光を伝えることができます。

 

全反射【まとめ】

ゆい
ゆい

全反射わかりました!

ぜんぶが反射ね

かず先生
かず先生

全反射という用語はテストに頻出だよ!

しっかりと覚えておこうね

全反射まとめ!

全反射とは

水中、ガラスの中から空気中に光が進むとき、入射角がある一定の大きさを超えると、光がすべて反射される現象のことを全反射という。

 

全反射の条件

  • 水、ガラスの中から空気中に光が進むとき
  • 入射角がある程度の大きさを超えたとき

入射角よりも屈折角が大きくなる場合に全反射が起こる。

 

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