光と音｜中学理科 — みならいノート

学習指導要領第 1 分野 (1) 身近な物理現象ア (ア)「光と音」㋐・㋑・㋒。

0. どういう単元か

光も音も、目には見えない規則で進むものを、実験の結果から法則として取り出す単元です。
中 1 の内容ですが、入試では作図と計算でそのまま出ます。

つまずくのは決まって次の 3 か所です。

	混同しやすいもの	分かれ目
屈折	空気 → 水と水 → 空気	どちら側の角が大きいかが逆になる
凸レンズ	実像と虚像	上下左右が逆か / スクリーンに映るか
音	高さと大きさ	高さは振動数、大きさは振幅

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

全反射は「水・ガラスから空気へ」出るときにしか起きない（逆向きでは起きない）
凸レンズで焦点より内側に物体を置くと、像はスクリーンに映らない（虚像）
音は真空中を伝わらない（光は伝わる）

1. 光の反射

根拠: 学習指導要領 1-(1)-ア-㋐

鏡に当たった光がどう跳ね返るかは、角度ひとつで決まります。
角を面からではなく、面に垂直な線（法線）から測るのがすべての出発点です。

光の反射の法則とは？

入射角 = 反射角

角はどちらも法線（反射面に垂直な線）から測る。
鏡の面から測るのではないことに注意。

鏡に映る像は、鏡のどこにできるように見えるか？

鏡をはさんで、物体と対称な位置

鏡の面から物体までの距離と、鏡の面から像までの距離が等しい。
作図では物体の対称点と目を直線で結び、鏡と交わった点で反射させる。

でこぼこした面に光が当たると、いろいろな向きに反射する。これを何という？

乱反射

一つ一つの反射は反射の法則に従っている。
法則どおりでも面の向きがばらばらなので、どの向きからでも物が見える。

2. 光の屈折

根拠: 学習指導要領 1-(1)-ア-㋐

光が別の物質に入るとき、進む向きが変わります。
どちらの角が大きいかさえ間違えなければ、作図も現象もすべて説明が付きます。

空気から水やガラスへ光が進むとき、入射角と屈折角はどちらが大きい？

入射角 > 屈折角

光は法線に近づくように曲がる。

水やガラスから空気へ光が進むとき、入射角と屈折角はどちらが大きい？

入射角 < 屈折角

光は法線から遠ざかるように曲がる。
こちら向きのときだけ、屈折角が 90 度を超えて全反射が起こりうる。

入射角を大きくしていくと、屈折して出ていく光が無くなり、すべてが反射する。この現象は？

全反射

水やガラスから空気へ出ようとするときにしか起こらない。
空気から水へ入るときは、いくら入射角を大きくしても起こらない。

光ファイバーが光を遠くまで伝えられるのは、どの現象を使っているから？

全反射

内側の物質から外側へ出ようとする光を、境界で全部反射させて閉じ込めている。

白色光をプリズムに通すと、いろいろな色の光に分かれる。この現象は？

光の分散

色によって屈折の度合いが違うために分かれる。
虹も、空気中の水滴が同じ働きをして見えている。

3. 凸レンズの働き

根拠: 学習指導要領 1-(1)-ア-㋑

凸レンズは、物体をどこに置いたかだけで像の種類が決まります。
焦点距離を f として、境目は「2f」と「f」の 2 か所しかありません。

物体の位置	像の種類	向き	大きさ	スクリーン
2f より遠い	実像	倒立	物体より小さい	映る
ちょうど 2f	実像	倒立	物体と同じ	映る
f と 2f の間	実像	倒立	物体より大きい	映る
ちょうど f	像ができない	—	—	映らない
f より近い	虚像	正立	物体より大きい	映らない

凸レンズの焦点距離とは、何から何までの距離？

レンズの中心から焦点までの距離

焦点はレンズの両側に 1 つずつあり、中心から等しい距離にある。

物体を凸レンズの焦点距離の 2 倍より遠くに置いた。できる像は？

実像。倒立で、物体より小さい

スクリーンに映る。カメラが像を作っているのはこの位置関係。

物体を焦点距離の 2 倍と焦点の間に置いた。できる像は？

実像。倒立で、物体より大きい

スクリーンに映る。プロジェクターがこの位置関係。

物体を焦点より内側（レンズに近い側）に置いた。できる像は？

虚像。正立で、物体より大きい

スクリーンには映らない。レンズをのぞくと見える。虫めがねの使い方がこれ。

実像と虚像を分ける、いちばん確かな見分け方は？

スクリーンに映るかどうか

実像は光が実際にそこへ集まっているので映る（必ず倒立）。
虚像は光が集まっていないので映らない（必ず正立）。

物体を凸レンズの焦点の位置に置くと、像はどうなる？

像はできない

レンズを通った光が平行になってしまい、どこにも集まらないため。
表の中でこの行だけが例外なので、境目として覚える。

4. 音の性質

根拠: 学習指導要領 1-(1)-ア-㋒

音はものの振動です。振動が何かを伝わってこないと聞こえない、という一点から、
真空の話も速さの話も出てきます。

音を出しているものを何という？また、音が伝わるために必要なものは？

発音体（音源）。伝わるには物質が必要

空気・水・金属など、振動を伝えるものがあれば伝わる。

真空中で音は伝わるか？光はどうか？

音は伝わらない。光は伝わる

音は物質の振動が伝わる現象なので、振動するものが無いと伝わらない。

空気中を音が伝わるおよその速さは？

約 340 m/s

光（約 30 万 km/s）に比べて桁違いに遅い。
雷で光ってから音が遅れて聞こえるのはこのため。

音の高さは、振動の何によって決まる？

振動数（1 秒間に振動する回数。単位はヘルツ〔Hz〕）

振動数が多いほど高い音になる。

音の大きさは、振動の何によって決まる？

振幅（振動の幅）

振幅が大きいほど大きい音になる。高さとは無関係。

モノコードの弦を、より高い音が出るようにするには？（3 つ）

弦を短くする・弦を細くする・弦を強く張る

いずれも振動数が増える向きの操作。
逆にすれば低い音になる。

オシロスコープの波形で、山が高い波と、山の間隔が狭い波。それぞれ何が違う？

山が高い＝振幅が大きい＝大きい音
間隔が狭い＝振動数が多い＝高い音

縦が大きさ、横が高さ、と読み分ける。