【光と音06】光の反射・屈折(6) 光の屈折・実験編

まずはこの動画を見てちょうだい。ただ、水を入れているだけですが…


水を入れたら、底に貼っていた赤いシールが見えるようになりました。もちろん、水を入れてもシールが動いたわけではありません。(浮いたのではないです)
ということは、水を入れた(空気が水に変わった)ことで、光の道筋が変わったと言うことになります。

また、次の写真は、白いチョークの前にスライドガラスの束をななめにおいたものですが、チョークの下のガラス越しの部分が上とずれていますね。
このように、ガラスごしになんかずれて見える、ということもよくあります。
3635-1.jpg

どうやら、光の道筋は水やガラスを通ると変わるみたいです。

ということで

課題:光が水やガラスを通るとき、光はどのように進むのだろうか。



作戦:光源装置から出た光をガラスに通して進み方を調べてみよう。

台形のガラスの平行な辺に、ななめから光をいれてみました。
3635-2.jpg

ガラスに入るとき、ガラスから出るとき、空気とガラスの境目で、光がちょっと折れ曲がっていますね。ガラスの中では直進しています。

このように、光が空気から水やガラスに入るとき、また水やガラスから空気中に出るときに、ななめに入射した光は境界面で折れ曲がります。これが光の屈折です。

なお、境界面に対して垂直に入射させると、そのまままっすぐ進みます。
3635-3.jpg

それとここで、反射と同じパターンですが、用語についておさえておきましょう。屈折したあとの光は屈折光、屈折光と垂線でなす角を屈折角といいます。
屈折する前の方はやはり、入射光、入射角です。
3635-4.jpg
そしたら、半円形のレンズにいろいろな角度から半円の中心を通るように光を当て、光の道筋(屈折のしかた)を見てみましょう。
なお、半円形にしたのは、円周の部分は光は屈折しないからです。実験結果も見て,その理由も考えてみてください。数学な話ですが。

その結果はこうです。
空気からガラスへ
3635-7.jpg

ガラスから空気へ
3635-8.jpg

動画でまとめてみました。



入射角が大きくなると、屈折角も大きくなります。

光が空気からガラス(水)に入るときは、入射角>屈折角 となり
3635-5.jpg

光がガラス(水)から空気に出るときは、入射角<屈折角 となります。
3635-6.jpg


どちらにしろ、空気側の角度が大きく、ガラス(水)側のほうが小さいのですね。これは言葉で覚えるだけでなく、図で感覚的に理解できるとよりよいです。

結論:光が空気から水やガラスに入るとき、また水やガラスから空気中に出るときに、ななめに入射した光は境界面で屈折する。



おまけに、こういう写真(3枚組)を貼っておきます。赤の光のように上から(空気からガラスへ)進もうが、緑の光のように下から(ガラスから空気へ)進もうが、光の進路は同じ形なのです。
3635-09.jpg 3635-10.jpg
3635-11.jpg

関連記事

コメント

Secret

月別・カテゴリー別はこちら

ご来場者数
スポンサードリンク
リンク
キーワードでお探しします
お手紙、待ってます(はぁと)!

名前:
メール:
件名:
本文:



この人とブロともになる

QRコード
人気ブログランキングへ
RSSリンクの表示