光波27年度�A（物体はなぜ見えるのか？）

１．導入

前回は光速の測定の話をしました。光速はいくら？そう，3.0×10⁸m/s ですね。今日は物体はどうして見えるのか？ってところを追及していきます。

２．中学までの確認テスト

では，問題を解いてみてください。 中学受験の常識もあるし，中学生に学習したこともあるはずです。

結構難しいでしょ。

３．物体はどうして見えるか�@

まずは問題１ですが，正解は？
生徒：「D！」
まあそうだね。反射の法則にしたがって，反射します。 よって，Dが見える。

では問題２。答えは？
生徒：「D！」
生徒：「いや全員！」
どっちだろうね。まあやってみますか。

とりあえず紙ならどの人にも見えるよね。これは何で？ そう，いろいろな方向に反射しているんだよ。紙は。 それを乱反射といいます。 よって，問題２の正解は「全員」です。 そもそもDしか見えないなら， レーザーポインターで指し示す意味がないよね。

一方，鏡だとちょっと乱反射しているけど， 真正面から見たら紙に比べたら全然明るく見えないよね。 これは屈折の法則にしたがって反射しているからです。
ただし，紙が反射の法則にしたがっていないというわけではありません。 面がぼこぼこで，そのぼこぼこを考えれば反射の法則にしたがっています。

ここまでをまとめておきます。ちょっと言葉をどうするか迷いましたが， 自分で光るものを「光源」，反射して見えるものを「物体」としました。 ポイントは，物体のどの部分からも どの方向にも光を放っているということです。

そして，それがレンズの役割をする水晶体に入り曲げられ， ガラス体を通過し，網膜に像を結ぶ。 それが視神経を通じて脳に伝わり「見える」のです。 いいですか。下のように線を書くと，鉛筆の先端からしか 光が出ていないように思えてしまいます。 しかし，どの部分からも光が出ている。 下からも出ている。だから鉛筆という像が見えるのです。

ここまでの話は，「物体はいろいろな方向に光を出していて， それが眼に入り網膜で像を結べば見える」ということ。

４．物体はどうして見えるか�A

ここからの話は，「ではどうしてそこに物体があるように見えるか」 ということ。

まず，問題３の答えは？
生徒：「全員？」
えー，本当に？
生徒：「Cでしょ」
まあやってみますか（写真は省略）。 この途中が見えますか？見えないよね。何か物体にぶつかってはじめてみえる。 例えば，チョークの粉をこうやって浮遊させれば見えるよね。 何が言いたいかというと， 何もなければ光は直進するということ。

また，反射させれば必ず同じ経路をたどって 戻るよね。これを光の逆進性といいます。

そして，次の場合，どこに物体があるように人間は認識しますか？

生徒：「伸ばしていったところの交点」
その通りです。

つまり，人間はまっすぐ光は進むものと思い込んでいるんですね。

では問題４ですが，問題が悪かったね。 ではどこに像がありますか？
生徒：「鏡に対称な点」
その通り，正解です。

しかし，対称な点なのでしょうか？もっと点線を伸ばしていったところでも いいじゃん？ダメですか？
ようやくここで前半のことが効いてくる。 光線は1本だけではないんだね。たくさん出ている。 もう1本書いてあげれば，わかるよ。

これならわかるかな？さあ人間はどこに物体があると思うでしょう？ そうだね，伸ばしていったところの交点だよね。 人間は反射してきていると思わないんだよね。奥にあると思う。

ちなみに，鉛筆の足からも光は出ていて， ここにあるように見えるので，左右対称に見えるのですね。

５．物体はどうして見えるか�B

では，問題５の答えはいくらですか？ 160�pの人が全身を見えるために必要な鏡の大きさは？
生徒：「80�p」
うーん，思ったよりも知っている人の数が少ないね。 これｈ中学受験では定番で，中学でも問題集とかにのっているんだけどね。 忘れるんだね。まあ，80�pです。

では，問題６は？手を挙げてもらいましょう。
生徒の意見：ア．0名，イ，0名，ウ．多数，エ．2名

いいですか，正解は「ア」。全員不正解だね。

まあ，実際にやってみたので，見てください。

これではわからないので，遠くのときを拡大してみます。

ということで，正解は「ア」だよね！ でもなんでだろうね？次の図をさっきの図と比べてみて。

そもそもさ，160�pの人の全身を映す鏡の問題は， 人と鏡の間の距離を設定していないよね。 じゃあ，みんなが思っていた「ウ」であれば， どんどん下がればいいじゃん。それで映せる部分が大きくなるなら ，どんな小さな鏡だって構わないわけでしょ。 距離が設定していないということは， 逆に「どの距離でも同じだ」ということが前提になっている。
生徒：「なるほどー，じゃあ，お店にある鏡は無駄なんですね？」
まあ，自分を見る分にはね。ただ，さっきも言ったけど， 人間は反射して光が入ってきていると思わないわけ。 だから，奥にも店が続いていると錯覚する。 つまり，店を広く見せるためにたくさんの鏡を置いている のではないかと思うね。

６．まとめ

今日は随分と一気に話をしましたが， 物が見えることのベースになる部分です。 実際，入試で出るわけではないですよ，ダイレクトには。 しかし，どうして見えるのか，さらに応用問題として 今日の知識がベースになっていることがある。 基本的であるが故に大切です。

授業を終えて。。。
・少し流れが悪い。直進性ははじめにもってきてよい。
・一気に問題をやらせるよりも，1問1問課題として取り扱った方がよいか？ しかし，時間をそこまでかけられないからこうしたのだけど…。
・クラスによっては屈折率の説明まで入った。

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