法線と等しい角を使って反射光を作図しよう

このレッスンの役割

前のレッスンでは、測定表から入射角と反射角が等しい反射の法則を見いだしました。ここでは、その法則を定規と分度器で再現します。

目標は、入射点に法線を引き、法線の反対側へ入射角と等しい角を取り、進む向き付きの反射光を作図することです。

知る・理解する

反射光の作図は、次の順に行います。

1. 入射光と鏡面が交わる入射点を確認する。
2. 入射点を通り、鏡面に垂直な法線を引く。
3. 入射光と法線の間の入射角を測る。
4. 法線の反対側へ同じ大きさの反射角を取る。
5. 入射点から外向きに反射光を引き、矢印を付ける。

鏡が斜めでも手順は同じです。法線は紙の上下ではなく、その鏡面に対して垂直に引きます。

具体例で使う

入射光と鏡面の角が35°の場合、入射角は90°－35°＝55°です。法線の反対側へ55°を取り、入射点から反射光を引きます。

作図後は、①法線が鏡面と90°、②二つの角が等しい、③矢印が鏡へ入り鏡から出る、の三点を確認します。

誤答を直して次の学びへつなげる

鏡面との35°をそのまま反対側へ写すと、偶然見た目が対称でも「入射角」を使った説明になりません。まず法線との55°へ直します。

法線を省くと基準が見えず、角度の誤りを発見できません。次は、光源・鏡・標的の位置だけが与えられた初見図で、反射の法則を使って光の道筋を決めます。

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。