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像(ぞう)

一般小学生

まとめ

像(ぞう)
物体から出た光が、鏡での反射やレンズでの屈折を経て、一点に集まったり、あるいは一点から出ているように見えることで形成される、実物と同じ形をした物体の姿

解説

鏡やレンズを通したとき、そこには実物がないのに、あたかも実物が存在するように見える姿を「像」と呼びます。これは、物体から出た光が反射や屈折によって進路を変え、私たちの目に届くことで生じる現象です。像には、光が実際に一点に集まってできる「実像」と、光が集まっているように見えるだけで実際には集まっていない「虚像」の2種類があります。

実像と虚像の主な違いは、スクリーンに映し出すことができるかどうかです。凸レンズなどを用いて光を収束させた場合、その場所にスクリーンを置くと像がはっきりと映ります。一方で、平面鏡に映る自分の姿などは、鏡の奥から光が来ているように見えているだけで、鏡の裏側にスクリーンを置いても何も映りません。以下の表に、それぞれの特徴をまとめます。

項目 実像 虚像
光の状態 実際に一点に集まる 一点から出ているように見える
向き 上下左右が逆(倒立) 実物と同じ向き(正立)
スクリーンの投影 可能 不可能
コラム

鏡を使って全身を映すためには、鏡の長さは最低でも自分の身長の半分が必要です。例えば、身長150cmの人が全身を映すには、75cmの長さの鏡があれば十分です。これは、光の反射の法則入射角反射角)により、目から頭頂部までと目から足先までの光を反射させる範囲が、身長のちょうど半分に収まるためです。

また、2枚の鏡を特定の角度で組み合わせると、複数の像が見えるようになります。見える像の数は「360÷鏡の角度-1」という式で計算できます。例えば、鏡を90度の角度で合わせた場合、360÷90-1=3となり、3つの像が観察できます。

小学生のみなさんへ

かがみを見たとき、自分と同じすがたがうつっていますね。このように、光がはね返ったり、レンズを通って曲がったりしたときに見えるもののすがたを「ぞう」といいます。

像には2つの種類があります。1つは、かがみにうつる自分のすがたのように、そこにあるように見えるけれど、実際には光が集まっていない「虚像きょぞう」です。もう1つは、虫めがね太陽の光を一点に集めたときのように、光が本当に集まってできる「実像じつぞう」です。実像は、スクリーンや紙を置くと、そこにうつし出すことができますが、向きが逆さまになるのがとくちょうです。

自分の全身をうつすためにひつようなかがみの大きさは、自分の身長の半分でいいということを知っていましたか?ふしぎですが、光の進み方を計算すると、半分のかがみがあれば頭から足まで全部うつるようになっているのです。

ルラスタコラム

万華鏡まんげきょうの中がキラキラして見えるのは、たくさんのかがみが組み合わさって、一つのものが何回も「像」としてうつし出されているからなんだよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 凸レンズで光を一点に集め、スクリーンに映し出した像を何というか。
実像
【応用】 平面鏡に映る像(虚像)は、実物と比べてどのような向きに見えるか。
上下は実物と同じ向きだが、左右が逆になって見える。
【実践】 身長160cmの人が、壁にかけた鏡で全身を映したいとき、鏡の長さは最低何cm必要か。また、その理由を簡潔に答えよ。
80cm。光の反射の法則により、目から頭頂部と足先までの光を反射させるのに必要な鏡の範囲は、身長のちょうど半分になるため。

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