分野 10
光学
光線、鏡、レンズ
光学は、光についての分野です。光がまっすぐ進み、鏡ではね返り、ガラスや水に入るときに曲がるしくみをあつかいます。レンズや鏡はこうしたきまりを利用して、カメラやめがね、望遠鏡の中で像をつくります。
向いている人
角度や影のパズルが好きな子どもたちや、めがね、カメラ、虹に興味があるすべての人。
学べること
- 光が光線として進み、影をつくるしくみ
- 鏡が光を反射するしくみ：入射角と反射角は等しい
- 光がガラスや水に入るときに曲がる（屈折する）のはなぜか
- レンズが光を集めたり広げたりして、像をつくるしくみ
実験の例
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鏡に光線を当て、はね返る前と後の角度を測ります。
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ガラスのブロックに光線を当てて、進む向きがどう変わるかを観察します。
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光学台の上でレンズを動かして、像がはっきりする位置を見つけます。
作れるもの
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2枚の鏡を使った潜望鏡
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虫めがねのしくみ
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レンズとスクリーンのある模型カメラ
これらは、この分野で取り組む内容の例です。公開されるレッスンとは異なる場合があります。
シミュレーションが簡略化していること
- 光はおもに光線としてあつかいます（幾何光学）。干渉や回折などの波としての効果は、これらのレッスンの範囲外です。
- レンズや鏡は理想的な形をしています。本物のレンズには欠点があり、色がにじむこともあります。
どんなシミュレーションも、現実を簡略化しています。どのように簡略化しているかを知ることも、工学を学ぶことの一部です。
学校の教科とのつながり
理科（光）、算数・数学（角度と図形）、生物（目）、図工・美術と写真
ほかの分野とのつながり
光学は、電気回路（光源とセンサー）、構造と材料（ガラスと透明さ）、ロボット工学（カメラと光センサー）とつながっています。
知っておきたいこと
目にもレンズがあります。カメラのレンズが光をセンサーに集めるのと同じように、目のレンズは光を目のおくに集めます。