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中学1年の理科(物理・化学)|光の反射・屈折の規則性と凸レンズが結ぶ像の特徴

中学1年生のお子さんに、家で「光の反射の法則、水やガラスへの屈折、凸レンズの実像・虚像」を教える保護者の方へ。

中学1年の理科(物理・化学)|光の反射・屈折の規則性と凸レンズが結ぶ像の特徴

光の直進・反射・屈折と凸レンズの像のでき方を捉える視点

懐中電灯や鏡、虫眼鏡を使って「光の直進・反射・屈折」を実験し、スクリーンに映る逆さまの「実像」とレンズを覗いたときの拡大「虚像」を区別します。

こう聞いてみてください
  • 「お風呂やプールに足を入れると、いつもより足が短く見えるのは光の屈折のせいなんだよ」
  • 「鏡にボールを投げたときと同じで、入る角度と跳ね返る角度(入射角と反射角)はぴったり同じなんだ」

水入りコップと虫眼鏡で光が曲がる境界線と実像投影を体験する

家庭で役立つ工夫:手鏡・透明水槽とストロー・虫眼鏡(凸レンズ)・方眼光学台シート・ろうそくLED

コップに入れたストローが曲がって見える現象(屈折)を確かめ、虫眼鏡を前後に動かして白い紙に逆さまの景色(実像)を投影します。

焦点距離の2倍の位置が分かれ道:実像と虚像の作図ルール

光の反射と屈折 反射:入射角 = 反射角 屈折:空気から水へは入射角>屈折角 境界線で光の進む向きが変わる 凸レンズがつくる像 実像:焦点の外側(倒立・スクリーンに映る) 虚像:焦点の内側(正立・レンズを覗いて見える) 焦点距離の2倍で物体と同じ大きさ! 「光の進む3つの基本線」を作図すれば像の位置と大きさが決まる
こう聞いてみてください
  • 「虫眼鏡を遠ざけると紙に逆さまの景色が映るよね。これが映画館と同じ『実像』だよ」
  • 「逆に文字にぐっと近づけると大きく見えるよね。これがルーペの『虚像』なんだ」

よくあるつまずきと家庭でのサポート

お子さんがつまずきやすい点 家庭での具体的な声かけ・支援
入射角や屈折角を「境界面との間の角度」と勘違いしてしまう「角度はいつも『境界面に垂直な直線(法線)』から測るんだよ」と基準線を赤ペンで引かせます
凸レンズの作図でどの光線を引けばよいか分からなくなる「①光軸に平行な光は焦点を通り、②レンズの中心を通る光は直進する、の2本引けば交わるよ」と教えます
焦点の上に物体を置いたときに像がどこにできるか混乱する「焦点の上では光が平行になって交わらないから、実像も虚像もできないんだよ」と作図で確認します

よくある質問

全反射(光ファイバーの原理)はどう教えればいいですか?

水やガラスの中から空気へ光が出るとき、ある角度を超えると光が外に出られずに全て跳ね返る現象です。内視鏡やインターネットの光ケーブルに使われていると伝えると興味を持ちます。

スマートフォンのカメラは凸レンズとどう関係していますか?

カメラのセンサー面に被写体の「実像」を結ばせることで写真を記録しています。ピント合わせはレンズとセンサーの距離を微調整して行われています。

出典

最終確認日:2026年10月14日

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