FC2ブログ
セルフ塾は閉めましたが、そのままの名前でブログを続けます。独学,独習。教わるより,学ぶを重視。 セルフラーニングの方法,英語,数学などの情報を発信するつもりです。

光が鏡に当たると、なぜ垂直にはねかえるのか
 ちょこばななしゅーくりーむさんから、質問メールをいただきました。
 ありがとうございます。

タイトル:光が鏡に当たると、なぜ垂直にはねかえるのですか?
********************
始めまして。中1女子です。

今日授業で『光の反射の法則』について
学習したのですが、
なぜ光は鏡に当たると垂直にはねかえるのでしょうか?

理科の先生に聞いたのですが、
「それが法則だから」としか答えてもらえませんでした。

確かにその通りなのですが、
その法則はなぜそうなるかが気になって仕方ないんです。

汚い文ですいません。
よろしければご解答よろしくお願いします。
********************


 さて、このようなことは考えたことがありませんでした。いい質問だと思います。

 それで、ネット上を調べてみました。
 最初考えたよりも、かなり難しい問題です。

 まず、なぜ光は反射するのか、
 ネット上で、次のような説明を見つけました。

 とても難しいので、次の※印まで飛ばしてもいいです。

http://soudan1.biglobe.ne.jp/qa2648528.html?order=DESC&by=datetime

物体に照射した光が反射するのは、物体を構成する原子が光を吸収し、また(元の状態に戻ろうとして)光を放出する為である。


http://www.edu.yamaguchi-u.ac.jp/~mis/www-page/mis/kaisetu/physics-ii/phy-08.pdf


光が物質の表面に当たると,,光子は原子に吸収され,原子内の電子を励起することなく振動させる。この振動のエネルギーは同じ振動数の光子を放出することで失われる場合もあれば,熱エネルギーに変換されて失われる場合もある。通常は,いろいろな割合で両方とも起こる。放出された光子が入射側に戻される現象が光の反射である。


 どうでしょうか。中学1年生は、これだけでは分からないでしょうね。

大学レベルの話です。

 ぼくも十分には理解できません。

 ※
 要するに、本当に理解しようとすれば、とても難しい問題だということです。
 
 それで、不完全ではありますが、しばらくは、次のように理解したらどうでしょうか。

 光も、ボールのようなものと考えるのです。

 ボールは壁にあたると、跳ね返りますね。

 あれと同じように、光も鏡にぶつかると跳ね返るのです。

 なぜ、ボールは跳ね返るのか。それは、「作用・反作用」という力が働くからです。

 それについては、中学3年で詳しく学ぶことになっています。

 簡単に説明すると、
 ローラースケートをはいて、壁の前に立ち、壁を押すと、自分が壁から押し返されて後に進みますね。あれが作用・反作用です。

 押した力と同じ大きさの力で、逆向きに押し返されるのです。

 ボールも壁にぶつかると、壁から反作用が働き、押し返されるのです。

 なぜ、壁が押し返すのかといえば、壁がばねのような働きをするからです。

 ばねに力を加えて縮めると、ばねは元の形にもどうろうとして、押し返しますね。
 あの力です。弾性の力といいます。

 壁を押すと、わずかではありますが、形が変わります。たわむのです。
 それが元にもどろうとして、押し返されるのです。

 垂直に押せば、垂直に押し返されるのは、想像ができると思います。

 だから、ボールが垂直に壁にぶつかると、垂直に押し返されるのです。

 同じような感じで、光も垂直に鏡にぶつかると、垂直に反射します。

 物理学を専門に学習するまでは、一応このように考えていてはどうでしょうか。

 ボールが跳ね返るのは、弾性の力のためでしょうが、光が反射するのは、
 光子の原子への吸収と原子からの放出によるもののようです。

 違いはありますが、同じような感じで働いていることは確かです。

 以上でいいでしょうか。

 なぜ反射の法則(入射角=反射角)が成り立つか、ボールが跳ね返ることでよければ説明はできます。

 今回は長くなったので、一応ここまでとします。
関連記事
スポンサーサイト




Comment

 秘密にする

ご解答ありがとうございました!
ご解答ありがとうございました!

私もネットで調べてみたのですが、
原子とか、よくわからない数式とかが
沢山書いてあったので、意味がわからなかったんです。
分かりやすい例えで答えてくださったので、
なんとなくですがわかった気がします。

これからももしかしたら
質問するかもしれませんが、
よろしければまた教えてください。

本当にありがとうございました!!
ちょこばななしゅーくりーむ。 | URL | 2014/01/30/Thu 21:27[EDIT]
Track Back
TB*URL

Copyright © セルフ塾のブログ. all rights reserved.