スリーエム仙台市科学館(3M SENDAI CITY SCIENCE MUSEUM)

「光の進み方 -ものの見え方の不思議-」

授業について

直接見える部分とガラス越しに見えた部分とがずれて見えたり,水中に入れた棒が短く見えたりすることがあります。また,雨上がりには,空に大きな虹が見えることもあります。これらは,光の進み方によって起こる現象です。この授業では,水やガラスを通る際の光の進み方を実験で解明し,光の進み方とものの見え方についての理解を深めます。

実験の内容

課題1 透明な物体を通り抜ける光の道筋とものの見え方を調べる

  • 視野に入っていなかった物体が,水の入った水槽を通して見ることで,見えるようになることがあります。この現象をタブレットのカメラ機能を使って確認します。
  • レーザーポインターを用いて,光が透明な物体を通るときの道筋を確認し ます。
  • [実験]水とガラスの屈折率を求める 水を通して物体を見るときと,ガラスを通して物体を見るときでは,物体の 見え方に違いがあります。この現象を解明するために,水とガラスの屈折 率を実験で求めます。
  • 物質の屈折率と,ものの見え方を関連付けて考え,ものの見え方に関する 理解を深めます。

課題2 凸レンズを通った光の道筋とものの見え方を調べる

  • 曲面のある透明な物質を通して物体を見ると,逆さに見えたり,大きさが実 際とは違って見えたりします。このような,ものの見え方の不思議を紹介し ます。
  • 平行光が凸レンズを通ったときの光の集まる点(焦点)と,拡散光が凸レンズ を通ったときの光の集まる点(像点)を確認します。
  • [実験]光源とレンズとの距離を変えたときの像点の位置を調べる 光源と凸レンズとの距離を変えたときの像点の位置を測定し,どのような関 係があるか実験を通して考察します。(レンズの公式にもふれます。)
  • 像点の集合によって,実際の物体とは上下左右が逆になる像が できることを確認します。
  • レンズの公式をもとに像ができる位置を予想して,実際の像が できる位置を確認します。