反射

反射

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

解説

反射とは、進んできた波(光・音・電磁波など)が異なる物質の境界に当たって、元の物質側へ戻る現象を指します。光の場合、鏡のような滑らかな面に当たると、光の進む向きが規則的に変わります。このとき、面に垂直な線と入射光がなす「入射角」と、反射光がなす「反射角」は常に等しくなります。これを「反射の法則」と呼び、鏡に映る像の仕組みや、潜望鏡などの光学機器の基礎となっています。

音の反射は、壁や山などの障害物に当たって跳ね返る現象で、私たちの耳には「やまびこ」や残響として聞こえます。音速を利用して、音が反射して戻ってくるまでの時間から対象物までの距離を測定することも可能です。また、熱の伝わり方の一つである「放射」においても反射は重要な役割を果たします。太陽の熱地球に届く際や、魔法瓶の中で熱を逃がさないように内側が鏡面になっているのは、熱(赤外線)を反射させる性質を利用したものです。

コラム

気象の分野では、雲による反射が地上の気温に大きな影響を与えます。晴れた日の夜間は地表の熱が宇宙へ逃げる「放射冷却」が起きますが、曇っていると雲が地表からの赤外線を反射して地上に戻すため、気温が下がりにくくなります。これを雲の保温効果と呼びます。

また、鏡による反射の応用として、自分の全身を映すために必要な鏡の長さは、身長のちょうど半分であることが幾何学的に証明されています。これは、光の反射経路が二等辺三角形を形成するため、鏡の高さは視点から頭頂部と足先までの中間点までをカバーすれば良いためです。

小学生のみなさんへ

反射はんしゃとは、光や音が物に当たって、ボールのようにポンとはね返る現象げんしょうのことです。一番わかりやすいのは「かがみ」です。鏡に光が当たると、決まった方向に進んでいきます。自分のすがたが鏡に映るのは、光が鏡ではね返って目に届いているからです。

音も同じようにはね返ります。山の上で「ヤッホー」とさけぶと、少し遅れて声が返ってくる「やまびこ」は、声が山の岩などにはね返って戻ってきたものです。これを音の反射はんしゃといいます。

また、空にある雲も反射はんしゃをしています。地面からにげようとする熱を、雲が鏡のように地面の方へはね返してくれます。そのため、くもりの日の夜は、晴れの日よりも気温が下がりにくく、あたたかく感じることがあります。これを雲の「保温ほおん効果こうか」と呼びます。

ルラスタコラム

鏡で自分の全身を見たいとき、鏡の大きさはどれくらい必要だと思いますか?実は、自分の身長の半分だけの長さがあれば、頭の先から足の先まで全部映すことができるんですよ!

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