鏡で光の向きが変わる現象から問いをつくろう

このレッスンの役割

前のセクションでは、光が同じ物質中を直進し、光線で道筋を表せるようになりました。ここでは、鏡に当たった光が向きを変える反射の学習を始めます。

目標は、鏡へ入る光と鏡から出る光を二本の直進する光線として観察し、「入れる向きを変えると、出る向きはどう変わるか」という実験可能な問いを立てることです。

知る・理解する

暗い部屋で細い光を鏡へ当てると、光は鏡までまっすぐ進み、鏡に当たったところで向きを変え、再びまっすぐ進みます。この現象を光の反射といいます。

鏡の内部を曲線で進むのではありません。観察できるのは、鏡へ向かう直線と、鏡から離れる直線です。二本が出会う鏡上の点を、これから入射点と呼びます。

よい問いは、変えるものと観察するものが分かります。「なぜ反射するのか」だけでは、この段階の実験で何を測るか決まりません。「鏡へ入る光の向きを変えると、鏡から出る光の向きはどう変わるか」なら、角度を変えて比べられます。

具体例で使う

机に小さな鏡を置き、懐中電灯の光を壁の印へ当てる場面を考えます。懐中電灯の向きを少し変えると、壁の明るい点も移動します。

観察事実は「入れる向きを変えると、反射した光が届く位置が変わった」です。「同じ角度で返る」はまだ予想です。次のレッスン以降で、角度の基準を決めて測ります。

誤答を直して次の学びへつなげる

「鏡は好きな方向へ光を跳ね返す」なら、入れる向きを同じにしても結果がばらばらになるはずです。実際には、同じ配置ならほぼ同じ道筋になります。規則性を調べられます。

ただし、まだ「角度が等しい」と断定しません。次は入射光・反射光・法線を区別し、二つの角をどこから測るか決めます。

自分で確かめよう

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