【光が出れば99%問題になる】光の反射のお話【実験問題受験対策】

中学1年生

光の屈折の問題は中学理科の物理分野でよくでてきます。

よほど難しい高校ではない限り大体出てくる問題というのは限られてきます。

下の図のような問題のことです。

今回取り上げるのは光の屈折問題対策です。

光の屈折で取り上げられるのは以下の感じです。

  1. 語句
  2. 焦点距離の計算
  3. 焦点距離より○○に置いたときの像について
  4. 光の線を書く問題
  5. レンズの半分を隠すと像はどうなるか

5番のレンズの半分を隠すとどうなるかについて詳しくやっていこうと思います。

語句など飛ばしたい方は目次の方をクリック(タップ)して飛ばしてください

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語句

ここの範囲で出てくる語句は非常に限られています。

①像となるもの

よくろうそくや矢印が用いられる。

語句としては必要ないがこの実験には必要不可欠

 

②凸レンズ

真ん中が外に膨れたレンズを凸レンズという

(へこんだものは凹レンズというが中学範囲ではめったに出てこないので今回は省略)

 

③焦点

光をレンズへ平行に入射したとき、反射・屈折した光線が集まる点。

といったら分かりにくいが太陽の光を集めて紙を燃やす実験のときの光が最も集まる場所のことです。

 

④像

実像と虚像があります。

ルーペで遠くを見たときにものが逆さに見えた経験があるでしょうか。

実像はそんな感じに上下左右逆向きに、映っている像のことです。

虚像はルーペでものを大きく見るときに映る像をいいます。

 

確かに観察対象はありますが大きくなった像を掴むことは難しいです。

この向きは同じだけと実態のない像を虚像と言います

⑤焦点距離

レンズの中心から焦点までの距離

 

焦点距離の計算焦点距離より○○に置いたときの像について

計算距離の計算

計算に関しては本当に覚えるより慣れろです。
オススメのテキストをまた紹介できる機会があればご紹介します。それまで赤本等で慣れてください

 

焦点距離より○○に置いたときの像につい

まず基礎として焦点に像はできません。

焦点は光が集まる点です。

光はプロジェクターのように広がって像が映し出されるにも関わらず集まってしまっては像は見えないからです。

 

しかし虚像を考える上で焦点の位置は非常に大事なものになってきます。焦点の内側に映すものを置くと虚像となります。

 

もうひとつの基本は焦点距離の2倍の位置です。

なぜこの位置が基本になるかというと映す像と実像の大きさが等しくなる距離だからです。

この位置を基準にして像は大きくなるか小さくなるか考えるとわかりやすいです。

 

 

光の線を書く問題

光の線を書く問題の時間短縮について話していこうと思います。

図を見てください光の道筋がなんだか色違うことに気づきましたか?

今回は少しでも時間の欲しい試験の時間短縮のポイントです

Q1. 光の道筋を書き加えろ

Q2. 像を書き加えろ

これは似ていますがほんの数秒かもしれないですが時間短縮できます

 

Q1. 光の道筋を書き加えろ

と問われたときは図の赤と青すべての線を加えなければならないです

これは光の道筋が重要だからです

 

Q2. 像を書き加えろ

と問われれば図の赤の線だけでいいんです

なぜならこの問題は像さえ描ければよくて線は重要ではないからです

どうせ3線全て同じところに集まるなら2線でいいということです

 

上の図のようにろうそくの先の一点から実像として映るろうそくの先の一点に向かってこれだけの光がでていることを表しています

この意味がわからない方は次の項を読むと少しは理解できるかと思います

レンズの半分を隠すと像はどうなるか

レンズの半分を隠すと像はどうなりますか?

という問題。中堅私立のレンズの問題洗いざらい見ましたけどほとんどこの問題ありました

答えは下半分だろうが上半分だろうが隠すと像が薄くなるです。

その解説をしていきたいと思います。

図のように進みます。

これは光を線で代表的な三本を使って表したものです。実際は

のオレンジように立体的に無限に近い数の光が出ています。この無限に近い数の光がでているところはロウソクの先の一点だということです。

下半分を隠してみました

先の1点から出る光は消えることなく像のロウソクの先まで届いています。

しかし半分隠すことによってロウソクの先の光の強さは半分になります。

同じようにロウソクから出る全ての光の強さが半分になります。ですので全体的に像はうすくなるということです。

 

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