一般小学生
まとめ
- 鏡
- 光を規則正しく反射させ、物体の像を映し出す道具
解説
鏡は、表面が非常に滑らかであるため、入射した光が乱反射することなく一定の方向に反射する「正反射」という現象を利用した道具です。光が鏡に当たるとき、入射する光と鏡の面の法線がなす「入射角」と、反射する光と法線がなす「反射角」は常に等しくなります。これを反射の法則と呼びます。
平面鏡の場合、物体から出た光が鏡で反射し、その反射光を逆方向にたどった延長線上で交わる点に「虚像」が結ばれます。この像は、鏡の面を対称の軸として、物体と線対称の位置に同じ大きさで現れるのが特徴です。鏡の形状には平面以外にも、光を集めたり広げたりする曲面鏡があります。
| 鏡の種類 | 像の特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| 平面鏡 | 実物と同じ大きさの虚像 | 姿見、洗面台 |
| 凹面鏡 | 近くでは拡大、遠くでは倒立像 | 化粧用鏡、反射望遠鏡 |
| 凸面鏡 | 実物より小さいが広い範囲を映す | カーブミラー、自動車のサイドミラー |
コラム
試験では、鏡に映る範囲（視野）を特定する問題や、観測者が移動した際に見える人物がどう変化するかを問う応用問題が頻出します。鏡に映る人数を求める際は、鏡を対称軸として観測者や物体の位置を反転させた「像の位置」を作図し、鏡の両端と結ぶことで視界の範囲を正確に把握することが重要です。また、複数の鏡を組み合わせた複雑な条件下での移動時間を算出する問題など、幾何学的な思考が求められることもあります。
小学生のみなさんへ
鏡は、光をはね返す道具です。光が鏡に当たると、決まった向きにはね返ります。これを光の「反射」といいます。鏡の表面はとても平らなので、光がバラバラにならずにきれいに反射して、私たちのすがたを映し出します。
鏡の中にうつっている自分は、本物ではなく「虚像」といいます。鏡の中の自分は、鏡の面をさかい目にして、自分と左右が反対になってうつります。また、鏡から自分までのきょりと、鏡から鏡の中の自分までのきょりは、いつも同じになります。
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