光が空気中から水やガラスに入るとき、水やガラスから空気中に出て行くとき、光は屈折します。

この場合、入るときは、そのまま直進したときの線より水面(ガラス面)から遠ざかる方向へ曲がります。空気中へ出て行くときは、直進する方向より水面(ガラス面)に近づくように屈折します。

屈折の仕方の正式な説明は、空気から水(ガラス)に入るときは入射角>屈折角、空気中に出るときは入射角<屈折角、です。

しかし、実際の問題を解くとき、水面に垂線を引いて入射角と反射角を見つけ、さらに入射角と屈折角の関係を正しく思い出してどちらに曲がるかを求めるのは随分遠回りなような気がして仕方がありません。

この面倒くささを解消するのに、「入るとき遠ざかる出るとき近づく」なる覚え方を提案したこともあります。
この覚え方、答えの求め方の欠点は、「遠ざかる」、「近づく」が水面(ガラス面)を基準にした見方であることまで覚えてしまわないといけないこと、直進した場合との比較であることも思い出さないといけないことなど、やはり迂遠であることです。

今朝、目覚めた瞬間なのですが、突然「光の屈折『へ』の法則」なるものが頭に浮かんできました(多分、起きる前に中1の子に理科を教える夢でも見ていたのでしょう)。

光は、水中(ガラス中)に入るときも出るときも、ひらがな・かたかなの「へ」の字の方向に曲がる、これが私の頭にふってわいた「光の屈折『へ』の法則」です。

への字これは覚えやすい、子どもたちは『へ(屁)』が大好きですから。
それに問題を解くとき、瞬時に使える。
覚え方の公式としては最強です。





昼間、懇談が立て込んでいたこともあり、中1の理科の授業になっても忘れていたのですが、屈折の図を見て思い出し、「そうだ、教えなければ」と早速子どもたちに開陳しました。

子どもたちの反応はイマイチでした。

さらに、欠陥も露呈しました。
くの字
長方形のガラスに、光が入って屈折し、その光がガラス内部を通って空気中に出て行くとき、入るときは「へ」の字に屈折しますが、出るときは「へ」ではなくて「く」の字の向きに出て行くように見えてしまい、「へ」とみなすには若干の補正が必要になります。

(補正:水やガラスを下にして眺めたら、必ず「へ」の字の方向に屈折します。)



右手の法則や左手の法則を発見したフレミングのごとく、法則発見者として歴史に名前を残すのは、やはり私の能力では無理なようです。

ま、屁の法則では、名前が残っても恥ずかしいか。


追記:光の屈折の問題を、光が屈折する理由から考えて解く方法について、こちらに掲載しました。