入射角、反射角のところで、中学生の分野

質問

私は、塾講師のアルバイトをしているのですが、
中学1年生で習う分野である入射角、反射角のところを教えなければなりません。実は、ここの分野は前にも1回教えたことがあるのですが、そのとき責任者の方から、
「空気中からガラスに光が進むとき、またはその逆のときに入射角と反射角がどっちが大きくなるのかを直接的に教えるんではなくて、境界面に近づく、または遠ざかるということから入射角と反射角の関係はこうこうこうなるんだよと教えて下さい」
と指導を受けました。
ですが、「」の意味が、２回説明してもらったのですがいまいち分からなくて困っています。
自分が理解していないまま、生徒を担当するのだけは避けたいので、どなたか「」の意味が分かる方教えて下さい…。

回答No.3

walkingdic · ベストアンサー

＞空気中～ガラスへと光が進むの場合　
＞境界面に　｛近づくように　　遠ざかるように｝光は進むから、入射角｛＞　＜｝反射角　

＞ガラス～空気中へと光が進む場合　
＞境界面に　｛近づくように　　遠ざかるように｝光は進むから、入射角｛＞　＜｝反射角　　｛｝はどっちかわからない。　

なるほど。。。これは、前者（空気～ガラス）の場合には、「境界面に遠ざかるように」光が進むから、入射角＞屈折角となる。
後者の場合にはその反対です。

ここで、「境界面に近づく」とか「境界面から遠ざかる」の意味は、

「屈折したあとの光が」境界面に対して近づく方向に進むのか、遠ざかる方向に進むのか

という意味でしょう。補足に書かれていた作図できるからというのがヒントになってようやく理解できます。
特に物理的に屈折率がどうこうということは触れないで、単純に空気－＞ガラスの場合と、ガラス－＞空気の場合について丸暗記して「境界面から」遠ざかるように進むか近づいて進むかということを覚えなさいということでしょう。

ここでいう、遠ざかる／近づくの意味は、入射した光と比較してということです。

空気－＞ガラスの場合には入射した光の方向線を書くと、屈折した光線方向は、入射した光線の方向よりも確かに境界面に遠くなる方向に進みますから。

何故こんな教え方をするのかというのは、おそらくですけど、まず一つには作図が出来るようにというのもあるでしょう。もう一つは、入射角の角度の取り方を間違えたとしても、作図や屈折の法則自体を逆に覚えないように出来るというメリットがあるのではと思います。

つまり入射角は境界面の法線に対してなす角度ですけど、それを反対だと間違えると、屈折の法則も間違えます。
でも物理的にどちらの方角に進むのかというのを頭でイメージできていれば、仮に入射角のとり方を間違えても、屈折の法則自体を間違って覚えることはありません。

>高校ではそのようなことも習うのですね
ホイヘンスは習いますけど、果たしてそれから屈折の法則の導出までするのかはわかりません。
ただ理解を深めるためによく使われる教え方ではありますけど。

お礼

親切な回答をどうもありがとうございました。
参考にさせていただき今度のバイトにもぜひ生かしたいと思っています。おかげさまで無事授業もこなすことができました。

回答No.4

noname#41836

ご質問中の反射角とは屈折角のミスタイプですよね？
　ですが、その後のやりとりになかでも反射角という言葉が繰り返し使われていますが、今の中学校理科では反射角と屈折角とは同義語なのですか？

回答No.2

walkingdic

>「空気中からガラスに光が進むとき、またはその逆のときに入射角と反射角がどっちが大きくなるのかを直接的に教えるんではなくて、境界面に近づく、または遠ざかるということから入射角と反射角の関係はこうこうこうなるんだよと教えて下さい」

うーん。。。。。その「こうこうこうなるんだよ」の部分がわからないとなんとも．．．．

中学では屈折率と光の速度の関係というのは習うのでしょうか？
つまり光の速度ｖは、

ｖ＝ｃ／ｎ
ｃ：光の真空中の速度
ｎ：物質の屈折率

であることは習うのでしょうか？

あとホイヘンスの原理は習うのでしょうか？

というのも、屈折角はホイヘンスの原理と光の速度が屈折率の関数であることから求められます。言葉では説明が難しいので、
http://www4.osk.3web.ne.jp/~moroko/physics(wave)/huigens/huigens.html
http://www004.upp.so-net.ne.jp/s_honma/refraction/refraction.htm
などをご覧下さい。

そういう教え方をしてくれということなのでしょうかね？

それともホイヘンスの原理は使わずに説明する？
うーん。。。。。

お礼

回答ありがとうございます。
高校ではそのようなことも習うのですね。ひゃあむずかしいなあ。

補足

＞中学では屈折率と光の速度の関係というのは習うのでしょうか？
つまり光の速度ｖは、

ｖ＝ｃ／ｎ
ｃ：光の真空中の速度
ｎ：物質の屈折率

であることは習うのでしょうか？

あとホイヘンスの原理は習うのでしょうか

回答者様がご提示された事柄は一切使わない見たいです。せっかく提示してくださったのに申し訳ありません。

やはり分かりにくかったですか…。申し訳ありません。もう一回補足してみます。

空気中～ガラスへと光が進むの場合　

境界面に　｛近づくように　　遠ざかるように｝光は進むから、入射角｛＞　＜｝反射角　

ガラス～空気中へと光が進む場合　

境界面に　｛近づくように　　遠ざかるように｝光は進むから、入射角｛＞　＜｝反射角　　｛｝はどっちかわからない。　

となる。という風に教えなさい。と指導されました。あと、こうやって指導をすることにより、生徒が自分で作図して見なさいという問題にあたったときにも迷わずすんなり解けるのだそうです。

また、時間が空いていましたらよろしくお願いします。

回答No.1

T-gamma

私も「」の中の後半の意味はよくわかりませんが、
「空気中からガラスに光が進むとき、またはその逆のときに入射角と反射角がどっちが大きくなるのかを直接的に教えるんではなくて」
の部分は私自身、昔塾の講師をしていた頃は意識していました。私の場合、
「常に空気側の角度(入射、反射)の方が大きい」
と教えていました。高校以上の知識を持てっていると、nsinα＝n'sinβといった反射の式を使えば理解できると思います。この式から入射・反射に関わらず、「屈折率の小さいほうの角度が大きい」ということがわかります。
とにかく、この方法なら「空気の方が大きい」「入射角・反射角は面の垂線と成す角」とだけ覚えれば十分なので、結構便利です。
本題とずれた回答となってしまいましたが、参考にしていただければ幸いです。

お礼

回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。