【理科のコツ】光の反射と屈折【動画解説】
テーマ：光の反射と屈折
光の反射と屈折──「速さの違い」で曲がる理由をイメージで理解しよう
「光はどっちに曲がるんだっけ？」「水中から空気中に出るときは？」──
公式暗記だけでなく、スピードの違いというイメージで理解しておくと問題が一気に解きやすくなります。
動画で確認：光の反射と屈折の基本
まずは動画で光の進み方と反射・屈折のイメージをつかんでから、下のまとめとクイズで知識を整理しましょう。
1. 光の正体と基本のイメージ
光は電磁波の一種です。スマホの電波、Wi-Fi、リモコンの赤外線、X線などもすべて電磁波で、その中で
人間の目に見える波長の範囲を可視光線と呼びます。
- 光は波としての性質とつぶつぶ（粒子）としての性質をあわせ持つ。
- 色の違いは波長の違いとして説明できる。
今回の単元では、その中でも反射と屈折という「進み方の変化」に注目します。
2. 光の反射──跳ね返る光
光が水面や鏡などの境界面に当たったとき、その一部は跳ね返ります。これが反射です。
- 境界に向かって進む光 … 入射光
- 跳ね返る光 … 反射光
- 水面では、入射した光の一部が反射し、一部が水中に入っていく。
湖や池の水面に富士山や雲が映るのは、反射光が目に届くからです。
3. 光の屈折──速さの違いで曲がる光
空気中から水中へ、または水中から空気中へと媒質が変わると、光の速さが変わります。
- 空気中：光の速さは速い
- 水中：光の速さは遅い
この速さの違いがある境目を通るとき、光の進む向きが変わります。
この現象を屈折といいます。
図のように光が空気中 → 水中に進むとき、
- 水中の方が光の速さが遅いので、水側に折れ曲がる。
- 「まっすぐ（イ）に行く」と考えがちだが、実際はアの方向に曲がる。
逆に水中 → 空気中に出るときは、先に空気側に出た部分が速く進むので、空気側に折れ曲がることになります。
4. 光の反射・屈折と視覚に関するまとめ
| ポイント | 内容 |
|---|---|
| 光の性質 |
– 光は電磁波の一種で、波と粒子の二重性を持つ。 – 可視光線は波長の違いによって色が異なる。 |
| 光の反射 |
– 光が物体の表面に当たり、跳ね返る現象。 – 水面での反射では、一部の光が水中に進み、一部が水面で反射する。 |
| 光の屈折 |
– 媒質が変わる（例：空気 → 水）ことで光の速度が変化し、進む方向が曲がる現象。 – 水中では光の速度が遅くなり、空気中に出ると速くなる。 |
| 入射光と反射光 |
– 媒質の境界に当たる光を入射光と呼ぶ。 – 入射光の一部は屈折し、一部は反射光として跳ね返る。 |
| 視覚と光 |
– 光を感知する細胞は錐体細胞と桿体細胞。 – 水中から水面の反射光を観察することで、水面上の物体の像が見える。 |
単に「どっち側に曲がるか」を丸暗記するのではなく、速さの変化をイメージできるようにしておくと、応用問題にも強くなります。
5. 光の反射と屈折クイズ（10問）
正しい選択肢を考えてから、「正解を見る」ボタンをクリックしましょう。
ボタンを押すと答えが表示され、ボタンは消えます。
| 問題 | 選択肢 | 正解を見る |
|---|---|---|
| 1. 光は何の一種ですか？ |
A. 音波 B. 電磁波 C. 重力波 D. 放射線 |
|
| 2. 光が媒質を通過するとき、方向が変わる現象は何と呼ばれますか？ |
A. 反射 B. 拡散 C. 屈折 D. 散乱 |
|
| 3. 空気中から水中に光が進むと、速度はどうなりますか？ |
A. 速くなる B. 遅くなる C. 変わらない D. 不規則になる |
|
| 4. 光が屈折する主な理由は何ですか？ |
A. 光の波長の違い B. 媒質間での速度変化 C. 温度差 D. 色の違い |
|
| 5. 水面に当たる光を何と呼びますか？ |
A. 反射光 B. 入射光 C. 透過光 D. 拡散光 |
|
| 6. 水中から空気中に光が出ると、どちらに曲がりますか？ |
A. 水中側 B. 空気中側 C. 直進 D. 曲がらない |
|
| 7. 錐体細胞と桿体細胞の役割は何ですか？ |
A. 音を感知する B. 光を感知する C. 匂いを感知する D. 温度を感知する |
|
| 8. 水面に光が入射すると、反射する光の割合は約何％ですか？ |
A. 10％ B. 30％ C. 50％ D. 70％ |
|
| 9. 光が屈折する際、スピードが遅くなるのはどちらの媒質ですか？ |
A. 空気 B. 水 C. 真空 D. 金属 |
|
| 10. 富士山が水面に映る現象の原因は何ですか？ |
A. 光の屈折 B. 光の反射 C. 光の拡散 D. 光の散乱 |
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