複合実験の条件・測定値・結論を整理しよう

このレッスンの役割

前のレッスンで、図の区間ごとに法則を選びました。ここでは、鏡・水槽・レンズ・スクリーンなどを組み合わせた実験から、変えた条件、そろえた条件、測った量を抜き出します。入試の長い実験文を、比較できる形へ変えるレッスンです。

知る・理解する

実験文を読んだら、装置名を並べるのではなく四つの欄に整理します。

1. 変えた条件：入射角、物質の組合せ、物体距離など
2. そろえた条件：同じ光源、同じ鏡・レンズ、測定位置など
3. 測った量：反射角、屈折角、像位置、像の大きさなど
4. 観察結果：屈折光が見えない、像が映らない場合も記録

結果が予想と違っても消しません。入射点がずれた、法線の位置が誤った、レンズ・物体・スクリーンの中心がそろっていないなど、装置上の原因を点検します。

具体例で使う

同じガラスから空気へ光を出し、入射角だけを20°、30°、40°、50°と変える実験では、変える条件は入射角です。測る量は屈折角と反射光・屈折光の有無です。ガラス、光源、入射点はそろえます。

凸レンズ実験で物体距離を変えるなら、レンズ自体を途中で交換してはいけません。像がスクリーンに映らない場合も「欠測」ではなく、物体が焦点以下である可能性を示す結果です。

誤答を直して次の学びへつなげる

変える条件を二つにすると原因を一つへ絞れません。たとえば入射角と物質を同時に変え、屈折角が変わっても、どちらの影響か判断できません。

「うまく映った結果だけ使う」のも誤りです。屈折光が消える点は臨界角を、スクリーン像が消える条件は焦点との関係を示します。次は整理した各区間を連続する光路として描きます。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。