中1理科「光の反射と屈折」屈折の方向や作図問題

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中学1年理科。身近な物理現象の光の性質について学習します。

  • レベル★★★☆
  • 重要度★★★★
  • ポイント:太っちょさんで屈折の方向を考える!

授業用まとめプリントは下記リンクからダウンロード!
授業用まとめプリント「光の反射と屈折」

光の性質

光には3つの性質があります。

  1. 光の直進
  2. 光の反射
  3. 光の屈折

光の直進は、光が同じ物質の中をまっすぐ進むという現象です。雲のすき間から、一筋の光が地上に降りて来ている風景を想像してください。空気中を光がまっすぐ進んでいる現象です。

光の反射は、鏡のようにキラキラした面で光がはね返される現象です。鏡で自分の姿を確認するとき、光の反射という現象を見ているのです。

光の屈折は、光が密度(硬さ)の違う物質に進むとき、境界面で光が折れ曲がって進む現象です。お風呂の中で足が浮かび上がって見える現象などがこれに当たります。

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光の反射

鏡などで光が反射する場合を考えましょう。鏡に向かって進んでくる光を「入射光」もしくは「入射光線」といいます。鏡で反射して進む光を「反射光」もしくは「反射光線」といいいます。

鏡に対して垂直な線を引きます。この垂線から入射光までの角度を「入射角」、反射光までの角度を「反射角」といいます。このとき常に、入射角=反射角、という関係が成り立っています。これを反射の法則といいます。

光の反射

その他にも、光の反射では作図問題が出題されますので、動画の中で作図手順を確認してみてください。

光の屈折

密度が違う物質に光が進むとき、境界面で光が屈折する現象を「光の屈折」といいます。境界面にやってくる光を「入射光」、境界面で屈折して進んでいく光を「屈折光」といいます。

境界面に垂線を引ます。この垂線から入射光までの角度を「入射角」というのに対して、垂線から屈折光までの角度を「屈折角」といいます。物質の密度の違いによって、入射角と屈折角の関係は次のようになります。

  • 光が密度が小さい物質(空気など)から密度が大きい物質(水など)に進むとき
    入射角>屈折角
  • 光が密度が大きい物質(水など)から密度が小さい物質(空気など)に進むとき
    入射角<屈折角

光の屈折

屈折する方向の考え方として、さまざまなものがあります。その中の一つを動画の中で紹介していますので、屈折する方向が覚えられない人は是非活用してみてください。

全反射

光が屈折して進むとき、入射角がある大きさ以上になると、屈折して進む光が無くなり、境界面で全て反射される「全反射」という現象が起こります。

全反射

これは、光が密度が大きい物質(水など)から、密度が小さい物質(空気など)に進む場合のみで起こる現象です。ここを勘違いしないようにしましょう。

全反射という現象を利用したもに「光ファイバー」があります。インターネット回線などに利用されています。

この他にも光の屈折に関する頻出問題も紹介してます。動画で確認してみてください。

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授業用まとめプリント「光の反射と屈折」

光の反射と屈折 動画で確認

もっと詳しい解説や問題は…

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