光の屈折が読むだけでわかる！

このページを読むと

を学べるよ！中学の学習にとても役立つよ！

また、このページは

中１理科の光の学習の２ページ目だよ！

すべてのページを読むと光の学習が完璧になるよ！

それでは学習スタート！

光の屈折

光の屈折とは

まずは「光の屈折」とはどんなものかを説明するよ。

「屈折（くっせつ）」とは「曲がる」という意味だね。

うん。そこはしっかり確認しておこう。

「光の屈折」というのは、

「空気中→水中」とか。

「空気中→ガラス中」のように、

物質が変わる部分で光が曲がることなんだ。

間違えやすいから、図で書いておくね。

光の屈折

光が異なる物質の境界で曲がること

光の屈折に必要な用語

さて、次は、

光の屈折の勉強に必要な用語を確認するよ。

上の図を見てみよう。まず赤色の「空気と水の間に垂直な線」というのがあるね。

実際には無い線だけど、作図の時には重要な線となるよ。「垂直」とは「90度」のことだね。

①入射光…屈折する前の光
②屈折光…屈折した後の光
③入射角…入射光と垂直な線の間の角
④屈折角…屈折光と垂直な線の間の角

①～④の用語は必ずすべて覚えておこうね。

屈折の仕方

次は屈折の仕方だよ。テストにもよく出題されるところなんだ。

覚えるパターンは２つだよ。

例①　空気中から水中（ガラス中）に光が進む場合

入射角＞屈折角（入射角が屈折角より大）となる

(テストでは水とガラスは同じと考えてOKだよ)

上の2つの図を見てみよう。「空気」から「水（ガラス）」へ光が進むときは、

入射角＞屈折角となるように光が進む。というルールがあるんだ。

そうだね。実際の写真ものせておくよ。

入射角のほうが大きくなっているね！

次は、光の進む向きが反対になった場合だよ。

例②　水中（ガラス中）から空気中に光が進む場合

屈折角＞入射角（屈折角が入射角より大）となる

上の2つの図を見てみよう。

今度は「水（ガラス）」から「空気」へ光が進んでいるね。

このときは、屈折角＞入射角となるように光が進む。というルールがあるんだ。

そう。水やガラスの中にある角度が「入射角」になっているからね！

では、まとめるよ。

例①　空気中から水中（ガラス中）に光が進む場合

入射角＞屈折角（入射角が屈折角より大）となる

例②　水中（ガラス中）から空気中に光が進む場合

屈折角＞入射角（屈折角が入射角より大）となる

うーん。下の2つポイントは覚えておいてもいいかな。

入射角とか屈折角はややこしいから、

「水（ガラス）側の角度がいつも小さい」

と覚えるのもいいよ！確認してみてね！

図を２枚にするね。

ねこ吉。上の２つの図を見てごらん。光に注目すると、進み方が反対になっただけだね！

覚え方のヒントにしてね☆

最後に光の屈折の様子を動画にしたよ。

１５秒くらいだよ。（見にくくてごめんね…。）

全反射

次は「全反射」について学習するよ。

大丈夫。難しくないよ。まずは下の図を見てね。

「水（ガラス）中→空気中」に光を出すと、上の図のように屈折するよね。

この図の入射角を大きくしていくよ。

すると上の図のようになっていくよね。

さて、上の図よりさらに入射角を大きくするとどうなるかな？

答えは下の図のようになるんだ。

　→　

そう。屈折角が９０度以上大きくなると、屈折せずにすべて反射するんだ。これを「全反射」というんだよ。

「光ファイバー」って聞いたことあるかな？光通信に使われるものなんだけど、これは全反射を利用しているんだ。

テストにも出題されるから、「全反射」と「光ファイバー」はセットで覚えておこう！

最後に全反射の写真だよ↓

光の屈折の作図と実験の例

例１「浮かんで見える硬貨」

最後にテストに出やすい屈折の実験例だよ。

例としては「浮かんで見える硬貨」があるよ。

うん。おわんにお金を入れて、それに水を入れるとお金が浮かんで見えるんだ。

下の写真や動画を見てみてね。（動画は１５秒）

これは、光の屈折が関係しているんだ。

実際は光は屈折してるけれど、「人間の目（脳）」は

「光はまっすぐに進むもの」と思ってるから、図の黄色の点線のように感じるんだね。

その結果、「浮かんでいる」ように見えるんだ！

（もちろん実際は沈んでいるよ。）

これで屈折の解説は終わりにするね。

次回は「凸レンズ」についてだよ。

凸レンズはこのページの屈折と同じように苦手な人が多いところだから、

ぜひ読んでみてね！

みんなお疲れ様☆