光の反射・屈折と凸レンズによる像、そして音の大きさ・高さと伝わる速さを学ぶ単元です。
だいじな考え方
- 光が鏡などに当たって進む向きを変えることを反射といい、入射角=反射角になります。光がちがう物質の境界を通るとき、進む速さが変わるために向きが曲がることを屈折といいます。境界に垂直に入る光は屈折せず直進します。
- 凸レンズは、焦点より外側に物体を置くと、スクリーンにうつる上下左右が逆の実像ができます。焦点より内側に置くと、レンズごしに見える、物体と同じ向きの大きな虚像ができます(虫めがねの見え方)。
- 音は物のしん動によって伝わります。しん動の大きさ(振幅)が大きいほど音は大きく、1秒間にしん動する回数である振動数が多いほど音は高くなります。空気中を音が伝わる速さは、およそ秒速340mです。
音は往復すると、進んだきょりは目的地までの2倍になる。
やりかた
- 光の問題では、光がまっすぐ進む区間と、境界で曲がる区間を分けて考える
- 凸レンズでは、物体が焦点の外か内かを確認し、実像か虚像かを判断する
- 音の問題では、往復か片道かをまず確認する
- 速さ・時間・きょりの関係(きょり=速さ×時間)を使って計算する
れい
問題: がけに向かって音を出したところ、2秒後にはね返った音(やまびこ)が聞こえた。音の速さを秒速340mとして、がけまでのきょりを求めなさい。
- 音は、がけまで行って、はね返って戻ってくる
- 音が進んだ全体のきょり=340×2=680m
- がけまでのきょりは、その半分
- 680÷2=340
答え: 340m
つまずきやすいところ
やまびこの問題で、2で割らずに680mをそのままがけまでのきょりとしてしまう
音は往復しているので、求めたきょりを2で割って片道のきょりにします
凸レンズは、物体の位置に関係なく、いつも実像ができると思ってしまう
物体が焦点より内側にあるときは、実像ではなく虚像ができます
たしかめ方
- 求めたきょりを2倍し、速さでわって時間を求め直し、問題文の時間と合うか確かめます。
- 凸レンズの図をかき、物体の位置と焦点の位置を見くらべて、実像・虚像の判断が合っているか確かめます。