【小学３年】かげのでき方と太陽の光、鏡で光を反射させるときの注意！

【注意！】と言っても「目を傷めないように・・・」といったものは先生方もご存知かと思いますので、ここでは学びの上での注意を書きたいと思います。

今回はいつもと違って先に動画を紹介します。

日光を反射させる（教科書では「はね返す」）と光の像が浮かびます。これで楽しく学習できるため理科教材としてもペンギンや飛行機などの型紙をつけたセットが販売されています。動画でもロケットの形を飛ばしながら遊べるので子どもたちの食いつきもいいと思います。（ちなみに窓の部分はセロハンテープをくるっと巻いて後付しました。）

しかし、遠距離に光を反射させると像がぼやけてしまいます。
結果ロケットか何かわからない光のかたまりに・・・。
長方形の鏡を使ったのですが、型紙なしで壁に投影しても、角がぼんやりして、丸みを帯びた形になってしまいました。

なぜ、このようになるのでしょう？（３年生には難しいので先生用の説明になりますが）





「光」には特別な性質があります。
それは、粒子と波の両方の性質をもっているということです。

粒子のイメージとしてはビー玉を思い浮かべてください。
前に狭い隙間が空いた壁があります。ここへビー玉を転がして通り抜けさせたとします。通り抜けたビー玉は必ず、何度やっても同じ場所に当たりますよね。これが粒子の簡単なイメージと思ってください。

波は水をイメージしましょう。
同じように水の中に隙間のある壁を作ったとしましょう。
壁のこちらがわで、指でつついて波をたてたとします。すると、波は周囲に同心円状に広がっていき壁に当たります。しかし、壁の隙間を通り抜けた後も広がりながら進むのです。

遠方に反射させた光は、この波の性質のために少し広がり、輪郭がぼんやりすると考えられます。暗い部屋に窓から入ってきた光が部屋の中に広がるという漫画のようなイメージがありますよね。あんな感じです。

ちなみに、広がらない光はどのようなものかを、もし子どもに示すのであれば、最も効果的なのはレーザー光線です。最近ではレーザーポインタも安価に手に入る用になってきました。これは収束させているため広がりを見せず、暗い場所に向けて当ててもほとんど一点を示すことができます。

今回は、粒子としての説明が不足していますが、あくまでも３年生が疑問をもったときに、どのように答えていくかを考える一つの切っ掛けとしての記事だと思ってください。
また、機会があれば、そちらのほうも紹介していきたいと思います。