太陽の光、テレビやスマートフォンからの光、虹や外灯など、生活にとって欠かせない部分に存在する光。ありふれたものであるがゆえに、これが何なのか考えることはないと思いますが、私たちが見ている光というのは、どんなものでしょうか。
今回は、光の一般的な特徴から、重要な光の性質「反射」について解説していきます！
あすなろには、毎日たくさんのお悩みやご質問が寄せられます。 この記事は数学の教科書の採択を参考に中学校2年生のつまずきやすい単元の解説を行っています。
文部科学省 学習指導要領「生きる力」
光ってどこから来て、見えるの？
私たちが見ている光は、２つの場合があります。
一つ目は、光源から直接目に入ってくる光です。
光源というのは「太陽」や「ランプ」のような光を発するものです。
光源から直接目に入ってくる光でいうと、テレビやタブレット、スマートフォン、パソコンなどの映像機器などがそれにあたります。
これらから発された光が、私たちの目に直接その色を伝える光を出して、実際に人がその色を認識します。
二つ目は、「光源からの光が物に当たって跳ね返ってきた光」です。光は物に当たると、ある一部の色の要素は物に吸収されて、吸収されなかった分が跳ね返って出てくる性質があります。その跳ね返った光を私たちが見ているのです。
この時の光源というのは「太陽」であったり「ランプ」であったり、周りを明るくするくらいの明るさがある光を出せるものです。
ところで、皆さんは、「服の印象が家で見た時と家の外で見た時では違う」といった経験をしたことがありませんか？
このようなことがどうして起きるかというと、外では「太陽」という光源の光が、家では「LEDライト」や「電球」といった光源によって服の色が分かるのですが、「太陽」と「LEDライト」「電球」はそもそも光の持つ色の要素の強さが違っているので、服で跳ね返った光も違って見えるんですね。
なので、「ものから光が出ている」と考えている人が少なからずいるかと思いますが、そういうわけではないんですね。(もし出ているなら、部屋の光源をすべて消しても、その物が見えるはずです。)
光はどうやって進むの？
光は「直進する」という特徴を持っています。
なので、私たちが普段見ている光は、最後に跳ね返ってきた物から最短距離で目に届いてきています。
また、光は「とても速く」進みます。
どれくらい早いかというと、有名な説明として「一秒間に地球を7周半すすむ」というのがあります。
地球一周が約4万kmなので、光は一秒間に約30万km進むということです。全く想像つきませんよね。
ちなみに、太陽と地球の距離は「約1億5000万km」あるのですが、光が直進で滅茶苦茶早く進むので、太陽から出た光は約8分で地球に到着します。
光はどうやって跳ね返るの？~反射~
最初の所で、「光は物に跳ね返って…」という話をしました。
光がどのように反射するのかをここで説明しましょう。
光というのは、何度も言っているように直進します。
直進した先で光が跳ね返りやすいもの(例えば鏡)に当たると、
このように、当たった場所から方向を変えて、「直進」していきます。
このときの方向は決まっていて、光が物に当たった場所から物に対して垂直な線を引いたときに、
入ってきた方向から垂直に引いた線の角度と、垂直に引いた線から出ていく方向の角度が同じになります。
このときの前者を入射角といい、後者を反射角といいます。
なので、「入射角=反射角」となります。
また、入ってきた光を入射光といい、跳ね返った光を反射光といいます。
この一連の性質のことを反射といいます。
まとめ
- 光はどうやって見える？
→「光源から直接光が目に入る」or「光源が物に当たって反射した光が目に入る」
- 光はどうやって進む？
→直進する。1秒間に30万km進む。
- 光の反射とは？
→光がものに当たると、進む方向が変わる現象。そのとき、「入射角=反射角」となる。
次回は光が物に当たって、方向を変えて潜り込んでいく「屈折」や、「全反射」といった現象について解説していきます！もし興味があれば読んでみて下さいね！
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