直角

直角

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 2つの直線や平面が互いに垂直に交わってできる90度の角度のことです。
  • 光電池(ソーラーパネル)に対して光をこの角度であてると、最も効率よく大きな電流を流すことができます。
  • 2枚の鏡を直角に組み合わせることで、入射した光を元の方向へ平行に返す「再帰反射」の性質を生み出します。
直角垂直光電池再帰反射

解説

直角とは、1つの平面上の直線を2つの等しい隣接角に分ける角度、すなわち90度を指します。理科の学習、特にエネルギーや光学の分野において、この角度は非常に重要な役割を果たします。

例えば、光電池(ソーラーパネル)を用いた発電では、光の当たる角度によって得られるエネルギー量が変化します。光を面に直角に当てたとき、単位面積あたりに受ける光のエネルギーが最大となり、最も効率的に電気を作ることができます。また、光学においては、2枚の鏡を直角に配置すると、どのような角度で入ってきた光も2回の反射を経て、元の光源に向かって平行に戻っていくという「再帰反射」の原理が働きます。これは自転車の反射板や道路標識などに広く応用されている技術です。

コラム

光の明るさは、光源からの距離とも深い関係があります。点光源から出る拡散光線の場合、距離が2倍、3倍と離れるにつれて、光が照らす面積は4倍、9倍と広がります。その結果、明るさは1/4、1/9と、距離の2乗に反比例して暗くなる「逆二乗の法則」が存在します。

また、光電池や手回し発電機で作った電気は、コンデンサーという装置に一時的に蓄えることができます。蓄えた電気を豆電球モーターに繋いで利用することで、エネルギーの生成・蓄積・利用という一連の流れを理解することができます。

小学生のみなさんへ

「直角(ちょっかく)」とは、ましかくの角(かど)のような、90度の角度のことです。算数だけでなく、理科の実験でもとても大切な角度です。

たとえば、太陽の光で電気を作る「光電池(こうでんち)」を使うとき、光をななめに当てるよりも、直角に当てたほうが、たくさんの電気を作ることができます。光のパワーをむだなく受け止めることができるからです。

また、鏡(かがみ)を2枚、直角に組み合わせてみましょう。すると、どこから光を当てても、光がはね返って自分の方にもどってくるという不思議なことがおこります。これは「再帰反射さいきはんしゃ」といって、夜の道路にある反射板(はんしゃばん)などにも使われている仕組みです。

ルラスタコラム

月までのきょりをはかるのにも、直角が使われています。月面に置かれた「コーナーキューブ」という装置は、鏡を直角に組み合わせたものです。地球からレーザー光線を発射して、この装置で直角に反射させて地球にもどってくるまでの時間をはかることで、月までの正確なきょりがわかるのです。

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