理科 第1章
光・音
要点編
【既習／完成／最低25問】反射・屈折・音の性質。
① この章のねらい
ここでは、鏡での反射と、音源からマイクまでの距離・時間の実験を例にします。法線から角度を測り、音速340 m/sで距離や振動数を求めます。
- 反射の法則で入射角と反射角を法線から説明できる
- 距離＝速さ×時間で音速実験を読める
- 速さ＝波長×振動数で音の高低と計算をつなげられる
- 空気から水への屈折で、光が法線へ近づくことを説明できる
② 図と説明
下の図を順に見てください。各図の下に、その図の読み方を書いてあります。
図 1. 光の反射
入射角＝反射角。法線を基準に測る。 図では、矢印の始点と終点、数値や記号の位置を順に対応させて読み、条件を変えても同じ規則で確かめます。
角度は鏡面ではなく法線から測る
入射線と法線のあいだが入射角、反射線と法線のあいだが反射角です。入射角35°なら反射角も35°です。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
図 2. 音の伝わり方
疎密波。真空では伝わらない。 図では、矢印の始点と終点、数値や記号の位置を順に対応させて読み、条件を変えても同じ規則で確かめます。
音の距離は速さ×時間
空気中の音速を340 m/sとします。1.7秒で届くなら距離は340×1.7＝578 mです。山びこは往復なので、時間の半分で片道を求めます。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
③ 続きの説明
3. 高さは振動数、大きさは振幅
振動数（周波数）が大きいほど音は高くなります。振幅が大きいほど音は大きくなります。速さ＝波長×振動数です。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
4. 異なる媒質では光が曲がる
空気から水へ入るとき、一般に屈折角は入射角より小さくなり、光は法線へ近づきます。 図や表では、まず矢印・数値・単位が何と何を対応させているかを指で追います。次に条件を式、粒子、力の向きなどへ書き込み、途中の判断を飛ばさずに答えを決めます。見た目や用語だけで決めず、条件が変わっても同じ順序で確かめることが大切です。
受験で押さえる（この章）
語呂は「音↔記号↔意味」の対応表まで書いて初めて覚え方が完成する。そのあと実験・計算の文脈で使う。
覚え方この章の覚え方・語呂
語呂は「何と何が対応するか」が見えて初めて使える。下の矢印の左右を声に出してつなぐ。そのあと「なぜその性質／公式になるか」まで言える状態にする。
必暗実験定石
変えた条件・そろえた条件・測定値を先に書く。覚え方より手順が本命。手順を言えたら「なぜその集め方／検出か」を一言添える。
- 力のつり合い矢印の向きと大きさを図に／合力・分力
- ばねのびとおもりの比例／限界を超えない
- 圧力力÷面積／接地面積で変わる
戦い方理科の戦い方
知識で得点を確保し、計算・考察に時間を残す。単位を先に固定する。わからない用語は、定義→例→対比の順で戻す。
- 手順知識問題で得点を確保し、計算・実験考察に時間を残す
- 手順実験問題は「何を変えたか／何をそろえたか／何を測ったか」を先に書く
- 手順単位・有効数字・グラフの軸を見直す。計算は式を残す
- 手順生物・地学の用語は定義を一文で言えるかだけ確認して次へ
- 手順毎日15分：学習中の単元の「受験で押さえる」を音読＋書き
- 手順毎日30〜50分：弱点単元の⑤⑥または⑦を1セット
- 手順近い用語・近い年代・近い数値の取り違え
- 手順問題文の一部だけ合っていて結論がずれる選択肢
⑤ 公式・用語
| 名称 | 内容 | メモ |
|---|---|---|
| 反射の法則 | 入射角＝反射角（法線から測る） | — |
| 距離と時間 | 距離＝速さ×時間 | — |
| 音波 | 速さ＝波長×振動数 | — |
用語
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 法線 | 境界面に垂直な補助線。角度はこの線から測ります。 |
| 分散 | プリズムなどで白色光が色ごとに分かれること。 |
| 全反射 | 臨界角を超えて、境界面で光がすべて反射すること。 |
| 焦点 | 凸レンズが平行光線を集める点。 |
⑥ 手順
反射・音速の解き方
- 図に法線を引き、入射角と反射角を同じ記号で確認する
- 音速問題は340 m/sを置き、距離＝速さ×時間で計算する
- 山びこは往復時間なので片道＝全体÷2にしてから距離を求める
- 振動数＝1÷周期、または速さ÷波長で求める
⑦ 例題
途中の考え方を追うための例です。演習は問題編で行います。
鏡で入射角が35°のとき、反射角は何度か。
考え方
反射の法則より入射角＝反射角。どちらも法線から測ります。 まず問題文から与えられた量・単位・向きを取り出し、図のどの部分に対応するかを確認します。次に式または規則に数値や条件を順に当てはめ、計算や判定の途中を省かずに進めます。最後に単位、向き、桁、問いへの答え方が合うかを検算し、根拠と結論を結びます。
答え：35°
音が1.7秒で届いた。音源までの距離は何mか（音速340 m/s）。
考え方
距離＝340×1.7＝578。 まず問題文から与えられた量・単位・向きを取り出し、図のどの部分に対応するかを確認します。次に式または規則に数値や条件を順に当てはめ、計算や判定の途中を省かずに進めます。最後に単位、向き、桁、問いへの答え方が合うかを検算し、根拠と結論を結びます。
答え：578 m
山びこが3.0秒後に聞こえた。崖までの距離は何mか（往復・音速340 m/s）。
考え方
片道1.5秒。340×1.5＝510。往復のまま掛けないことが要点です。 まず問題文から与えられた量・単位・向きを取り出し、図のどの部分に対応するかを確認します。次に式または規則に数値や条件を順に当てはめ、計算や判定の途中を省かずに進めます。最後に単位、向き、桁、問いへの答え方が合うかを検算し、根拠と結論を結びます。
答え：510 m
⑧ 入試での使われ方
- 用語は定義と具体例で覚える
- 角度は必ず法線から測る
- 山びこ・反射音は往復かどうかを先に確認する
- 高さ（振動数）と大きさ（振幅）を入れ替えない
- ⑤基本：005net基本問題 ⑥標準：005net標準 ⑦応用：JS88型の実験連鎖＋本アプリ
- 理科の学習（005net）で基本→標準を章ごとに
- JS88理科過去問で四分野の配分と実験連鎖を確認
⑨ よくある誤り
- 鏡面から測った角度を入射角・反射角と答える
- 山びこで往復を忘れて距離を2倍にする
- 振動数と振幅を混同する
⑩ 確認
次ができたら問題編へ進んでください。
- 用語は定義と具体例で覚える
- 入射角35°なら反射角35°と説明できる
- 距離＝速さ×時間で578 mなどを求められる
- 波長と振動数から速さを求められる