光の反射を法線と角度で説明する
七つの架空の光の記録で、平らな鏡の角度と光の道筋を調べる14問と、理由を書く六つの課題です。
学年・内容の目安 中学校第1学年「理科」の光の反射を読む補助教材。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校理科第1分野(1)ア(ア)㋐「光の反射・屈折」のうち、反射する光の道筋と角度に関連する補助教材です。
解説を読む
光が鏡の面に当たった点を通り、鏡の面に直角な線を法線といいます。入射角と反射角は、鏡の面ではなく法線から測ります。鏡に入る光と反射して出る光の道筋を、どちら側に進むかも含めて説明しましょう。
必要な予備知識
角度、直角、線対称の基本を使います。鏡の面を横から見た平面内の道筋を考えます。
- 光が当たった点に法線を引く。
- 入射角と反射角は、どちらも法線を基準に測る。
- 平らな鏡で反射すると、入射角と反射角は等しい。斜めに当たると、二つの道筋は法線をはさんで反対側にある。
- 測定記録と、反射の法則を使って予想した値を区別する。
解き方の例
鏡の面との角度が40°なら、法線との角度は90°から40°を引いた50°です。反射する光も法線から50°の向きへ進みます。
よくある間違い
- 鏡の面との角度を入射角と呼ぶ。
- 反射光を鏡の後ろへ進める。
- ほぼ同じ測定値を、誤差を考えず厳密に違う結果として扱う。
観察と考え方を講師と確かめる
選択では角度の基準と光の向きを確かめます。記述では、鏡面・法線・入射と反射の道筋の関係や、測定記録と予想の違いを、根拠を示して説明します。
平らな鏡での反射を中心に、角度と光の道筋を扱います。鏡に映る像の位置、屈折、波としての光は別の学習で扱います。
読む文章・資料
法線の左上から入る光
平らな鏡の面を横から見ると、水平な線に見えます。光は法線の左上から鏡へ向かい、当たる前の道筋と法線との角度は24°です。
鏡面から測った角度
光が当たった点で、入射する光の道筋と鏡面との小さい方の角度を測ると35°でした。鏡面と法線は直角です。
鏡へ直角に当たる光
小さな鏡の面に光を直角に当てます。入射する光の道筋は、光が当たる点を通る法線に重なっています。
二本の道筋の間の角度
光が当たる点から、鏡の手前にある入射光と反射光の道筋を見ます。法線はその二本の間にあります。二本の道筋の間の角度は78°でした。
予想と測定記録
同じ平らな鏡で入射角を35°に合わせ、紙に反射光の道筋を記録しました。分度器で読むと反射角は36°でした。線には幅があり、法線と分度器の中心も引き直して確かめられます。
鏡はそのままで光の向きを変える
平らな鏡は動かしません。一回目の入射角は32°で、二回目は47°です。二回とも光は法線の同じ側から来ます。
鏡と表面の粗い紙
同じ向きから光を当てます。平らな鏡でははっきりした一方向の反射が見えます。細かいでこぼこがある紙では、小さな部分ごとに面の向きが違い、反射した光が広い方向に届きます。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：法線の左上から入る光
法線の左上から来た光の反射角はどれですか。
- 12°
- 24°
- 66°
答えと解説
24°
24°は法線から測った入射角なので、反射角も24°です。
資料：法線の左上から入る光
反射する光の道筋を、法線の位置も含めて表すのはどれですか。
- 鏡の裏側で法線の右下へ進む。
- 法線の左上に、斜めのまま入射の道筋と重なる。
- 鏡の手前で法線の右上へ進む。
答えと解説
鏡の手前で法線の右上へ進む。
鏡の同じ面の側に戻り、斜めの二本の道筋は法線をはさんで反対側です。
資料：鏡面から測った角度
鏡面から測った35°を使うと、入射角はどれですか。
- 55°
- 35°
- 125°
答えと解説
55°
法線は鏡面に直角なので、90°−35°です。
資料：鏡面から測った角度
反射光と鏡面との小さい方の角度はどれですか。
- 20°
- 35°
- 55°
答えと解説
35°
反射角は法線から55°です。鏡面を基準にすると、90°−55°の35°になります。
資料：鏡へ直角に当たる光
法線に重なるとき、入射角はどれですか。
- 45°
- 90°
- 0°
答えと解説
0°
入射角は鏡面ではなく法線から測ります。重なっているので0°です。
資料：鏡へ直角に当たる光
直角に当てた光の反射後の道筋はどれですか。
- 来た道筋を逆向きにたどる。
- 鏡面に沿って横へ進む。
- 鏡を通り抜けて同じ向きに進む。
答えと解説
来た道筋を逆向きにたどる。
反射角も0°で、法線に重なる道筋を逆向きに進みます。
資料：二本の道筋の間の角度
二本の道筋の角度を法線で分けると、入射角はいくつですか。
- 26°
- 39°
- 78°
答えと解説
39°
入射角と反射角が等しく、二つの和が78°です。
資料：二本の道筋の間の角度
二本の道筋の間の角度が入射角の二倍になる理由はどれですか。
- 鏡に入るたび光の速さが二倍になるから。
- 反射する光は鏡面と同じ向きに進むから。
- 法線をはさんで二つの等しい角度が並ぶから。
答えと解説
法線をはさんで二つの等しい角度が並ぶから。
鏡の手前にある二本を、法線で分けて見ます。
資料：予想と測定記録
反射の法則から予想する反射角はどれですか。
- 35°
- 36°
- 71°
答えと解説
35°
35°は予想の値で、36°はこの回に分度器で読んだ記録です。
資料：予想と測定記録
予想と測定値が1°違ったときに行うのはどれですか。
- 実測の36°を予想の35°に直してから書く。
- 両方の値を残し、法線や分度器の位置を確かめて測り直す。
- 一回の差から反射の法則は当てはまらないと判断する。
答えと解説
両方の値を残し、法線や分度器の位置を確かめて測り直す。
測り方のずれを調べるために、元の記録を残して条件をそろえます。
資料：鏡はそのままで光の向きを変える
二回の反射角を順に表すのはどれですか。
- 47°、32°
- 58°、43°
- 32°、47°
答えと解説
32°、47°
それぞれの入射角と反射角が等しくなります。
資料：鏡はそのままで光の向きを変える
二回目の反射光は、一回目に比べてどう変わりますか。
- 法線から15°分だけ離れる。
- 法線へ15°分だけ近づく。
- 法線の反対側へ移り、法線との角度は32°のまま。
答えと解説
法線から15°分だけ離れる。
二回とも反射光は法線の同じ側です。角度の差は47°−32°です。
資料：鏡と表面の粗い紙
粗い紙で反射した光が広い向きに届く理由はどれですか。
- 紙の表面では光がどの部分でも止まる。
- 小さな面の向きが違い、法線と反射の向きも場所で違う。
- 紙のどこでも鏡と同じ一つの法線を使う。
答えと解説
小さな面の向きが違い、法線と反射の向きも場所で違う。
紙の細かい部分では、面に立てた法線の向きがそろっていません。
資料：鏡と表面の粗い紙
粗い紙と平らな鏡を比べたとき、反射の法則と両立する説明はどれですか。
- 紙で光が広がるなら、紙には当たっていない。
- 平らな鏡では法線が場所ごとに別々の方向を向く。
- 紙では小さな面ごとの法線で考えると、反射の向きがそろわない。
答えと解説
紙では小さな面ごとの法線で考えると、反射の向きがそろわない。
それぞれの小さな面での反射の角度を考えると、向きの広がりを説明できます。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：法線の左上から入る光
反射角と、反射光が法線のどちら側へ進むかを、鏡の配置と結び付けて説明しましょう。
答えと解説
24°は法線から測った入射角なので反射角も24°です。入射光が法線の左上から来るので、反射光は鏡の手前で法線の右上へ進みます。
光が鏡の裏へ進む場合とは区別します。
- 法線からの入射角が24°なので、反射角も24°と示す。
- 反射光は鏡の手前で、入射光と反対の法線の右上に進むと説明する。
資料：鏡面から測った角度
鏡面から測った35°を、入射角と反射角へどうつなぐかを説明しましょう。
答えと解説
鏡面と法線は直角なので、鏡面との35°を90°から引きます。法線からの入射角は55°で、反射角も55°です。
鏡面からの角度は反射側でも35°です。
- 鏡面と法線が直角なので、90°から35°を引いて入射角を出す。
- 入射角と反射角をどちらも55°と示す。
資料：鏡へ直角に当たる光
光が法線に沿って入るとき、入射角と反射後の道筋を説明しましょう。
答えと解説
法線に重なるので入射角は0°、反射角も0°です。鏡に当たった点から、来た道筋を逆向きに戻ります。
鏡面との90°は入射角ではありません。
- 光が法線に重なり、入射角も反射角も0°と示す。
- 鏡に当たった点から同じ道筋を逆向きに戻ると説明する。
資料：二本の道筋の間の角度
78°を二つの角度に分けられる理由を説明しましょう。
答えと解説
法線は入射と反射の道筋の間にあり、両側の角度は等しいです。78°を二等分すると、入射角と反射角はともに39°です。
測ったのは二本の道筋の間の角度です。
- 法線は入射光と反射光の間にあり、法線から測る二つの角は等しいと示す。
- 78°を二等分し、入射角と反射角を39°ずつとする。
資料：予想と測定記録
予想と測定の二つの数字を残し、測り直すときに確認する点を一つ挙げましょう。
答えと解説
反射の法則からは反射角35°、今回の記録は36°です。分度器の中心が光の当たった点に合うかを確かめ、法線から読み直します。
記録を予想の値に書き換える必要はありません。
- 予想の35°と実測の36°を分けて記録する。
- 分度器の中心、法線、光の線の幅など、測り直す際の確認点を一つ挙げる。
資料：鏡と表面の粗い紙
粗い紙で反射の向きが広がる理由を、小さな面の法線を使って説明しましょう。
答えと解説
粗い紙には向きの異なる小さな面があるため、それぞれの法線も別の向きです。小さな面ごとに反射を考えると、反射した光は広い方向へ届きます。
平らな鏡では、離れた位置でも法線の向きが同じです。
- 粗い紙をつくる小さな面が違う向きを向き、法線の向きも違うと示す。
- それぞれの面での反射光が違う向きへ進むので、全体では広がると説明する。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 光の反射を法線と角度で説明する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/explain-light-reflection-using-the-normal-and-angles/
選択では角度の基準と光の向きを確かめます。記述では、鏡面・法線・入射と反射の道筋の関係や、測定記録と予想の違いを、根拠を示して説明します。
読む文章・資料
法線の左上から入る光
平らな鏡の面を横から見ると、水平な線に見えます。光は法線の左上から鏡へ向かい、当たる前の道筋と法線との角度は24°です。
鏡面から測った角度
光が当たった点で、入射する光の道筋と鏡面との小さい方の角度を測ると35°でした。鏡面と法線は直角です。
鏡へ直角に当たる光
小さな鏡の面に光を直角に当てます。入射する光の道筋は、光が当たる点を通る法線に重なっています。
二本の道筋の間の角度
光が当たる点から、鏡の手前にある入射光と反射光の道筋を見ます。法線はその二本の間にあります。二本の道筋の間の角度は78°でした。
予想と測定記録
同じ平らな鏡で入射角を35°に合わせ、紙に反射光の道筋を記録しました。分度器で読むと反射角は36°でした。線には幅があり、法線と分度器の中心も引き直して確かめられます。
鏡はそのままで光の向きを変える
平らな鏡は動かしません。一回目の入射角は32°で、二回目は47°です。二回とも光は法線の同じ側から来ます。
鏡と表面の粗い紙
同じ向きから光を当てます。平らな鏡でははっきりした一方向の反射が見えます。細かいでこぼこがある紙では、小さな部分ごとに面の向きが違い、反射した光が広い方向に届きます。
資料：法線の左上から入る光
法線の左上から来た光の反射角はどれですか。
- 12°
- 24°
- 66°
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：法線の左上から入る光
反射する光の道筋を、法線の位置も含めて表すのはどれですか。
- 鏡の裏側で法線の右下へ進む。
- 法線の左上に、斜めのまま入射の道筋と重なる。
- 鏡の手前で法線の右上へ進む。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡面から測った角度
鏡面から測った35°を使うと、入射角はどれですか。
- 55°
- 35°
- 125°
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡面から測った角度
反射光と鏡面との小さい方の角度はどれですか。
- 20°
- 35°
- 55°
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡へ直角に当たる光
法線に重なるとき、入射角はどれですか。
- 45°
- 90°
- 0°
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡へ直角に当たる光
直角に当てた光の反射後の道筋はどれですか。
- 来た道筋を逆向きにたどる。
- 鏡面に沿って横へ進む。
- 鏡を通り抜けて同じ向きに進む。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二本の道筋の間の角度
二本の道筋の角度を法線で分けると、入射角はいくつですか。
- 26°
- 39°
- 78°
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：二本の道筋の間の角度
二本の道筋の間の角度が入射角の二倍になる理由はどれですか。
- 鏡に入るたび光の速さが二倍になるから。
- 反射する光は鏡面と同じ向きに進むから。
- 法線をはさんで二つの等しい角度が並ぶから。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：予想と測定記録
反射の法則から予想する反射角はどれですか。
- 35°
- 36°
- 71°
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：予想と測定記録
予想と測定値が1°違ったときに行うのはどれですか。
- 実測の36°を予想の35°に直してから書く。
- 両方の値を残し、法線や分度器の位置を確かめて測り直す。
- 一回の差から反射の法則は当てはまらないと判断する。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡はそのままで光の向きを変える
二回の反射角を順に表すのはどれですか。
- 47°、32°
- 58°、43°
- 32°、47°
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡はそのままで光の向きを変える
二回目の反射光は、一回目に比べてどう変わりますか。
- 法線から15°分だけ離れる。
- 法線へ15°分だけ近づく。
- 法線の反対側へ移り、法線との角度は32°のまま。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡と表面の粗い紙
粗い紙で反射した光が広い向きに届く理由はどれですか。
- 紙の表面では光がどの部分でも止まる。
- 小さな面の向きが違い、法線と反射の向きも場所で違う。
- 紙のどこでも鏡と同じ一つの法線を使う。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：鏡と表面の粗い紙
粗い紙と平らな鏡を比べたとき、反射の法則と両立する説明はどれですか。
- 紙で光が広がるなら、紙には当たっていない。
- 平らな鏡では法線が場所ごとに別々の方向を向く。
- 紙では小さな面ごとの法線で考えると、反射の向きがそろわない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：法線の左上から入る光
反射角と、反射光が法線のどちら側へ進むかを、鏡の配置と結び付けて説明しましょう。
資料：鏡面から測った角度
鏡面から測った35°を、入射角と反射角へどうつなぐかを説明しましょう。
資料：鏡へ直角に当たる光
光が法線に沿って入るとき、入射角と反射後の道筋を説明しましょう。
資料：二本の道筋の間の角度
78°を二つの角度に分けられる理由を説明しましょう。
資料：予想と測定記録
予想と測定の二つの数字を残し、測り直すときに確認する点を一つ挙げましょう。
資料：鏡と表面の粗い紙
粗い紙で反射の向きが広がる理由を、小さな面の法線を使って説明しましょう。
解答: 光の反射を法線と角度で説明する
24°
24°は法線から測った入射角なので、反射角も24°です。
鏡の手前で法線の右上へ進む。
鏡の同じ面の側に戻り、斜めの二本の道筋は法線をはさんで反対側です。
55°
法線は鏡面に直角なので、90°−35°です。
35°
反射角は法線から55°です。鏡面を基準にすると、90°−55°の35°になります。
0°
入射角は鏡面ではなく法線から測ります。重なっているので0°です。
来た道筋を逆向きにたどる。
反射角も0°で、法線に重なる道筋を逆向きに進みます。
39°
入射角と反射角が等しく、二つの和が78°です。
法線をはさんで二つの等しい角度が並ぶから。
鏡の手前にある二本を、法線で分けて見ます。
35°
35°は予想の値で、36°はこの回に分度器で読んだ記録です。
両方の値を残し、法線や分度器の位置を確かめて測り直す。
測り方のずれを調べるために、元の記録を残して条件をそろえます。
32°、47°
それぞれの入射角と反射角が等しくなります。
法線から15°分だけ離れる。
二回とも反射光は法線の同じ側です。角度の差は47°−32°です。
小さな面の向きが違い、法線と反射の向きも場所で違う。
紙の細かい部分では、面に立てた法線の向きがそろっていません。
紙では小さな面ごとの法線で考えると、反射の向きがそろわない。
それぞれの小さな面での反射の角度を考えると、向きの広がりを説明できます。
記述問題の解答・確認の観点
資料：法線の左上から入る光
反射角と、反射光が法線のどちら側へ進むかを、鏡の配置と結び付けて説明しましょう。
24°は法線から測った入射角なので反射角も24°です。入射光が法線の左上から来るので、反射光は鏡の手前で法線の右上へ進みます。
光が鏡の裏へ進む場合とは区別します。
- 法線からの入射角が24°なので、反射角も24°と示す。
- 反射光は鏡の手前で、入射光と反対の法線の右上に進むと説明する。
資料：鏡面から測った角度
鏡面から測った35°を、入射角と反射角へどうつなぐかを説明しましょう。
鏡面と法線は直角なので、鏡面との35°を90°から引きます。法線からの入射角は55°で、反射角も55°です。
鏡面からの角度は反射側でも35°です。
- 鏡面と法線が直角なので、90°から35°を引いて入射角を出す。
- 入射角と反射角をどちらも55°と示す。
資料：鏡へ直角に当たる光
光が法線に沿って入るとき、入射角と反射後の道筋を説明しましょう。
法線に重なるので入射角は0°、反射角も0°です。鏡に当たった点から、来た道筋を逆向きに戻ります。
鏡面との90°は入射角ではありません。
- 光が法線に重なり、入射角も反射角も0°と示す。
- 鏡に当たった点から同じ道筋を逆向きに戻ると説明する。
資料：二本の道筋の間の角度
78°を二つの角度に分けられる理由を説明しましょう。
法線は入射と反射の道筋の間にあり、両側の角度は等しいです。78°を二等分すると、入射角と反射角はともに39°です。
測ったのは二本の道筋の間の角度です。
- 法線は入射光と反射光の間にあり、法線から測る二つの角は等しいと示す。
- 78°を二等分し、入射角と反射角を39°ずつとする。
資料：予想と測定記録
予想と測定の二つの数字を残し、測り直すときに確認する点を一つ挙げましょう。
反射の法則からは反射角35°、今回の記録は36°です。分度器の中心が光の当たった点に合うかを確かめ、法線から読み直します。
記録を予想の値に書き換える必要はありません。
- 予想の35°と実測の36°を分けて記録する。
- 分度器の中心、法線、光の線の幅など、測り直す際の確認点を一つ挙げる。
資料：鏡と表面の粗い紙
粗い紙で反射の向きが広がる理由を、小さな面の法線を使って説明しましょう。
粗い紙には向きの異なる小さな面があるため、それぞれの法線も別の向きです。小さな面ごとに反射を考えると、反射した光は広い方向へ届きます。
平らな鏡では、離れた位置でも法線の向きが同じです。
- 粗い紙をつくる小さな面が違う向きを向き、法線の向きも違うと示す。
- それぞれの面での反射光が違う向きへ進むので、全体では広がると説明する。