三枚の穴を使って光の直進を確かめよう

このレッスンの役割

前のレッスンでは、光の道筋を直線と矢印で表しました。ここでは、そのモデルが観察結果を説明できるか、三枚の板を使った実験で確かめます。

目標は、三枚の小さな穴が一直線に並ぶと光が届き、一枚を横へずらすと届かなくなる実験を設計し、結果から光の直進を考察することです。

知る・理解する

同じ高さに小さな穴を開けた三枚の板を、光源とスクリーンの間に並べます。穴が一直線に並ぶと、光源からスクリーンまで一本の直線を引けるため、光が届きます。一枚でもずらすと、三つの穴を通る直線が作れず、光がさえぎられます。

変える条件は中央の板の位置、測る結果はスクリーンに光が届くかです。光源、穴の大きさ、板の間隔、スクリーンの位置、部屋の明るさはそろえます。位置を少しずつ変えて複数回確かめます。

具体例で使う

三枚すべての穴を通して光源を見ることができるのは、光源から目までが一直線につながる場合です。中央の板を上へずらすと光源が見えなくなります。

板の穴が光を作っているのではありません。光源から出た光のうち、穴の位置に合う道筋だけを通し、それ以外を板がさえぎっています。

誤答を直して次の学びへつなげる

一回光が見えただけでは、偶然板のすき間から光が入った可能性があります。板をずらす、元へ戻す操作を繰り返し、同じ結果になるか確かめます。

この実験で確かめられるのは、空気中での直進です。物質の境界を越える場合まで一度に結論づけません。次は直進モデルを影の大きさやぼやけ方の予測へ使います。

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。