English内容をスキップ現在,ふりがな・翻訳表示の調整中です。gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。物体が見えるしくみ太陽や電灯といった物体が見えるのは,そこから出た光が私たちの目に入るためである。それ自身は光を出していない本や机などの物体が見えるのは,本や机などの物体に当たった光が表面ではね返って私たちの目にとどくためである(図2)。物体があっても真っ暗で光がない場合は,目が慣れて見えるようになることはない。物体と目の間で光がさえぎられる場合なども,見ることはできない。電灯から出た光は,直接目にとどくか,本などの物体に反射して目にとどく。目と脳がはたらき,私たちは見えたと感じる。太陽や電灯などのように,自分で光を出す物体を光源という。図3(a)のように,小さな穴やすき間を通りぬけた光源からの光を見ると,光はまっすぐに進んでいることがわかる。これを光の直進という。光の進み方を調べるには,光の道筋を1本の光(光線)と考えるとわかりやすい。(a)光の直進の模式図(b)ブラインドを通った光は平行である太陽や電球のように,あらゆる方向に光が広がる光源であっても,「光線」を考えると直進している。ブラインドを通して壁に当たった日光の明るい部分からは,太陽光線が直進することがわかる。光は空気中だけではなく,水やガラスなどの中や,宇宙空間でも直進する。光は透明な物体の中を直進する。線香のけむりや,石けん水で光が見えるのは,けむりの粒や石けんの粒に光が当たり,見えやすくなるからである。光の進み方gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。鏡に光を当てたときのように,光がはね返る現象を光の【反射】という。反射する前の光を【入射光】,反射したあとの光を【反射光】という。入射光や反射光が,鏡の面に垂直な線との間につくる角を,それぞれ【入射角】,【反射角】という(図5)。光の反射にはどのような決まりがあるのだろうか。光源からの光を直接見ない。方眼紙に直線を十字に引く。一方の直線に沿って鏡を方眼紙に垂直に立てる。光を十字の中心に当て,光の道筋に×印をつける。鏡をはずし,×印を線で結ぶ。入射角と反射角をはかる。入射角を変えて反射角を測定します。School)gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。前ページ「探究1」を行うと,光の入射角と反射角の大きさは等しいことがわかる。これを光の反射の法則という(図6)。物体から反射した光が目に入ったとき,私たちは目に入ってきた光の延長線上に物体があると感じる。このとき,たとえ光の延長線上に物体がなくとも,私たちは物体が見えたと感じる。鏡にうつった物体が見えたと感じるのは,鏡に反射した光が目に入るからである❶(図7)。説明のための実験である。強い光を直接見てはいけない。Aの人は鏡の真上から見て,左の図をかいていると考えましょう。Bの人からは,鏡にうつった光源の像が見えます。「光源」から出て鏡で反射した光は,鏡をはさんで対称の位置にある「光源の像」から出てきたように見える。鏡の大きさや位置,光の入射角によっては反射した光が目に入らず,物体は見えない。カーブミラーはどんな鏡?」gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。カーブミラーはどんな鏡?道路の曲がり角などに設置されているカーブミラーを見ると,ものが小さくうつり,家庭によくある鏡(平面鏡)よりも広い範囲が見えます。カーブミラーに使われている鏡は,表面が球面になってふくらんだ「凸面鏡」です。凸面鏡でも,反射の法則にしたがって,鏡の面に立てた垂直線に対する入射角と反射角が等しくなります(図(a))。球面になっているため,平面鏡に比べて広い範囲をうつして見ることができます。カーブミラーで広い範囲が見えることは,交通安全に役立ちますが,うつった像は形がゆがみ,ものが小さくうつるため距離感がつかみづらいという短所もあります。鏡と同じように左右が反転して見えるため,カーブミラー上にうつった自動車などが,どちらへ曲がろうとしているか勘違いしやすいので注意しましょう(図(b))。(a)平面鏡で反射した光のようす(b)カーブミラーにうつる像gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。<1年p.107>物体から出た光が鏡にうつるとき,図8のように物体(光源)からの光が鏡で反射し,あたかも鏡をはさんだ対称❶の位置から光が直進してくるように見える。このように,実際にはそこにない物体があるように見えるとき,それを物体の【像】という。図9のように,スポットライトを浴びた舞台の人を,私たちはどの位置からでも見ることができる。光の反射の法則によれば,舞台の人で反射した光は決まった位置でしか見えないはずである。私たちの身のまわりにある物体の表面は,なめらかに見えても,拡大して見るとでこぼこしている。このため,物体に当たった光は,その表面でいろいろな方向に反射される。このような反射を【乱反射】という(図10)。この乱反射によって,光はあらゆる方向に広がるため,どの位置からでも物体を見ることができる。鏡に光源からの光を当てると,反射する光の道筋以外は暗いままである。厚紙に光源からの光を当てると,光の当たった部分全体が明るく見える。紙の表面にでこぼこがあり,乱反射が起こる。乱反射した光は,いろいろな方向に進むが,1つひとつの光線を見ると,反射の法則が成り立っている。複数の反射で,自分の後頭部も見ることができる。伝統的な玩具で,内部の鏡により,飾りが無数に反射して見える。1本の直線を折り目にして2つに折ったとき,折り目の両側の形がきちんと重なり合う図形を「線対称」な図形という。(小学校6年)乱反射gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。物体がずれて見えるとき図12のように,厚いガラスを通した物体がずれて見えることがある。これは光の性質と,私たちが物体を見るしくみに関係している。私たちは,図12(a)2のように,光の延長線上に物体がなくとも,そこに物体があるように感じる。これも,実際にはそこにない物体があるように見えるため,物体の像といえる。厚いガラスを通して見た物体は,(a)2の部分のようにずれて見える。このとき,1のように通常見た状態で目にとどく光と,2の光で道筋が異なる。光が物質と物質の境界面を通りぬけるとき,境界面で折れ曲がって進むことがある。これを光の【屈折】といい,屈折した光を【屈折光】という。入射光が境界面に垂直な線との間につくる角を【入射角】,屈折光が境界面に垂直な線との間につくる角を【屈折角】という(図13)。生花をしていたときに,こんな現象を見つけました。真っ直ぐな茎を水に入れたら,曲がって見えました。器に水を注いだら,底にある剣山❶が見えるようになりました。生け花のときに植物を立てるための道具。School)gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。光源からの光を直接見ない。1方眼紙の上にガラスを置き,ガラスの形をうつし取る。2光をガラスに当て,光の道筋に印をつける。3ガラスをはずして印を線で結び,「入射角」と「屈折角」の角度をはかる。4角度を変えて,2と3の操作を行う。探究2-光の屈折1探究2-光の屈折2gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。光の屈折の決まり「探究2」から,光が空気中からガラスに入るとき・出るとき,入射角と屈折角には次のような関係があることがわかる。水の場合もガラスと同じように屈折が起こる(図16)。●ガラス(水)→空気のとき入射角<屈折角*境界面に垂直に光が入るときは,光は屈折せず直進する。1は,光が空気から水へ進んでいるため,入射角が屈折角より大きい。2は,光が水から空気へ進んでいるため,入射角が屈折角より小さい。図122で,えんぴつがずれて見えるのは,えんぴつで乱反射した光が,ガラスと空気の境界面で屈折して目に入ってくるからである。このとき,目に入る光を延長した先に物体があるように見える。光が水中から空気中に進むとき,入射角をしだいに大きくしていくと,屈折角も大きくなる。入射角がある角度を超えると,光は水と空気の境界面で全部反射される。このような反射を全反射という(図18)。入射角が,全反射の起こる角度より小さい場合,アのように入射光の一部が反射する。School)gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。光の全反射を利用して,光を遠方まで伝達できるように作られたのが光ファイバーです。光ファイバーは髪の毛ほどの太さで,2種類のガラスの繊維でできています。光ファイバーの中に光を通すと,光は2種類のガラスの境界面で全反射をくり返しながら進んでいきます。光ファイバーは,光通信のケーブルなどに利用されています。ペットボトルに穴をあけ,水が飛び出るようにする。飛び出る水にうしろからレーザーポインターの光を当てると,光は,飛び出る水の中で全反射をくり返し,水の中を進む。レーザー光を直接見ない。光ファイバーの原理gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。<1年p.111>(a)のように,鉛筆の両端で反射した光が鏡に反射し,目に入ると考えると,物体をうつすのに必要な鏡の長さは,鉛筆の長さと同じである必要はありません。このように考えると,(b)で,自分の全身をうつすために必要な鏡の長さは,どのくらいになるでしょうか。物体をうつすために必要な鏡の長さ自転車の反射板には,車がどの位置からライトを照らしても,もとの位置に光をもどすはたらきがある。反射板は,たがいに直角に組み合わさった小さな3面の反射板の組み合わせでできている。このつくりにより,さまざまな方向から光が入ってきても,多くの場合,光が3回反射して,入ってきた方向にもどる。このようなつくりの反射板をコーナーキューブという。直角に2枚組み合わせた鏡で,実験してみましょう。光の進み方がわかります。光の反射の利用p.108図14(a)のように,水中の茎は曲がって見える。(b)のように水を入れると,底が浅く見える。水中から空気中に光が出ていくとき,光は空気との境界面で屈折するためである。水そうを下から見上げると,図18のように,水面で全反射が起こり,水面が鏡のようなはたらきをする。上図では,水そうのガラスの部分での屈折は省略している。全反射で金魚が見えるとき屈折による現象の例gkt-horizontal-line※このウェブページは中学校理科1年の学習内容です。太陽や電灯の光は白色光とよばれ,いろいろな色の光をふくんでいる。白色光をプリズム(三角柱のガラス)に通すと,いろいろな色の光が分かれる(図24(a))。これは,光の入射角が同じでも,色によって屈折角がわずかにちがうからである。私たちが見ている色も,白色光にふくまれる色の光が関係している。赤色の光が紙の表面で強く反射され,それ以外の色の光の多くは紙の表面で吸収される。このため,紙が赤色に見えている。空気中の水滴がプリズムのようなはたらきをして,太陽光がいろいろな色に分けられたために虹が見える。(d)白色の紙は,すべての色を反射している。School)ニュース※科学ニュースの更新は2025年4月を目処にはじまります。その代表作と言われる「動植綵絵」の大規模修理の際の調査で,当時日本に持ち込まれたばかりの「プルシアンブルー」が使われていることが判明しました。プルシアンブルーは世界で初めて人工的に合成された顔料であり,当時は動物の血液などから合成されていました。この記事では,若冲の使った「青」の製造工程を再現し,起きている化学反応を解説。できた顔料で実際に若冲の描いたルリハタを描く実験を紹介しています。2023年3月1日アブラゼミを最高にかっこよく撮影する方法が,今,ネットで話題です。話題になった写真は,黒い背景にアブラゼミの輪郭が青や緑,紫色で浮かび上がった,いわば「サイバーアブラゼミ」。生き物を中心に撮影する写真家・森久拓也さんがツイッターに投稿しました。撮影方法は,「アブラゼミの標本を黒い背景の上に置いて,ブラックライト(紫外線を発するライト)を当てて撮影する」だそうです。これは「蛍光」のしくみを利用した撮影方法で,紫外線のエネルギーを吸収したセミの体が,自ら光を放っているのです。夏休みは終わっても,窓の外から元気なセミの声が聞こえる今なら,まだ間に合います。記事の撮影方法を参照して,ぜひかっこいい「サイバーアブラゼミ」を撮影してみてください。昆虫や鳥類は,ヒトと違って紫外線を「見る」ことができます。2023年3月1日ハリガネムシはカマキリなどの昆虫に寄生する生物で,自らの繁殖場所である川や池に移動するために,陸上生物である宿主の行動を変化させ,川や池に入水させることで知られています。これまで,ハリガネムシに寄生された昆虫は,水面に反射する光に誘引されていると言われていました。自然界には水面以外にも光を反射する物が多く存在する中で,なぜ水面に宿主を誘導できるのかは分かっていませんでした。今回の研究で,ハリガネムシに感染したカマキリは,水面に反射した光に多く含まれる「水平偏光」に強く誘引されることが分かりました。ハリガネムシは,宿主の水平偏光に対する感受性を操作し,水に飛び込ませているのです。2023年3月1日アメリカの研究により,太陽光の98.1%を反射する「世界一白い塗料」が開発され,ギネス世界記録に認定されました。この塗料は単に白く美しいだけではなく,太陽光に含まれる熱の大部分を反射することで,建物が熱を持つことを防ぐことができます。この塗料を屋根などに塗ることで冷房にかかるエネルギーを低減し,省エネルギーと気候変動への対応を両立させることが期待されています。大空には,さまざまな虹が現れます。鮮やかな色のアーチを描いて街の上にかかるものから,ホースで撒く水の中にかかる一瞬のものまで,サイズも場所もさまざま。どの虹も,基本的には空気中の水滴で日光が屈折することで見える,ということは共通しています。昨今問題となっている気候変動は,虹の見え方に影響を及ぼすのでしょうか。コンピュータモデルを用いて未来の虹の発生状況をシミュレートする研究が行われました。その結果,気候変動の影響により,地域によって虹が増えるところと減るところが出ることがわかりました。地球の温度が上がるほど,地球全体では雲が薄くなり,虹が出やすくなるという結果になりました。検定教科用図書を,ウェブページとして公開しております。教科書の写真・図版は,権利者の許諾のもとインターネットで公開しております。ご利用は,著作権法第35条ガイドラインの範囲内でお願いいたします。コンテンツは無料でご利用いただけます。通信料は利用者のご負担となります。教科書アドバイザー「理科マス!」は月ごとの使用回数制限があります。ご利用できない場合は,サイト内検索機能に切り替わります。