小５理科(下) 第 11 回

光と音2023/10/28 改訂

要点チェック１

光の速さ
じそく

光は１秒間に約 30 万㎞進み、1 日ではおよそ 260 億㎞進みます。これは時速100 ㎞の自動車で約 3 万年もかかる道のりです。また、月の光が地球に届くのは 1.3 秒ほどで、太陽を出た光が地球に届くのには約 500 秒(8 分 20 秒)もかかります。
かし こうせん

可視光線
しがいせん

せきがいせん

光には、紫外線や赤外線のように人間の目には見えないものもふくまれています。
はくしょくこうそして、太陽光のような白い光を白 色 光 といいます。

たいようこうくっせつ

わりあい

上のように、太陽光はいろいろな色の光からできています。そして、それぞれの色によって屈折する割合のくっせつりつ

くっせつ

げんしょう

にじ

にじ屈折率がちがっています。このときの屈折のちがいを一度に見ることができる自然現 象 が虹です。虹は、空やくめえが気中の(1)がプリズムの役目をしているため、丸く円を描くような形をしています。
くっせつ

そのなかで、屈折する割合が最も小さい色が(2)色で、最も大きい色が(3)です。
夕日や月食の月が赤く見えるのはこれが原因です。また、赤色・緑色・青色を光の三原色といいます。
あ か むらさきいろ

また、絵の具やインクを混ぜるときには、水色・赤 紫 色 ・黄色の３色を混ぜるといろいろな色をつくることができます。この３色を色の三原色といいます。
このときは、3 色が混ざったところは黒になります。

光の性質
平行光線と面の明るさ光が、真空中や気体や液体のようなものの中をまっすぐに進む性質を光の(4…漢字で?性)といいます。にっしょく

げっしょく

ほん えい

はん えい

げんしょう

日 食 や月 食 は太陽光がつくる本影と半影がおこす現 象 です。
むげん

たいようこうこうせん

きょり

また、無限に遠いところからやってくる太陽光はほぼ平行光線で、距離に関係なくどこの面の明るさも同じです。

1

小５理科(下) 第 11 回

光と音

要点チェック 22023/10/28 改訂

かくさん

拡散光線と面の明るさ
こうげん①光源と面の明るさ
こうげん

きょり

左のように、点光源からの距離が 1 倍、2 倍、3 倍になると、光のいってい量は一定なのに対して、光が当たる面積は S1=1 倍として、S2= (5)倍、S3= (6)倍と広がるため、その明るさは S1 の明るさ=1 とすると、S2 の明るさ=(7…分数で)、S3 の明るさ= (8…分数で)となります。

はんしゃ

光の反射
はんしゃ

せいはんしゃらんはんしゃにゅうしゃかく

はんしゃ かくはんしゃ

な

光の反射には正反射と乱反射があり、どちらも、それぞれに 入 射 角と反射角が等しい反射の法則が成り立っ
じつぶつ

ぞう

うつはんしゃています。湖の水面に実物と同じ形の像が写る反射のしかたを(9…正反射か乱反射で)といいます。

はんしゃ

はんしゃ

これに対し、でこぼこの面でのいろいろな方向に反射する反射のしかたを(10…正反射か乱反射で)といいます。
はんしゃ

な

しかし、このときもひとつひとつには反射の法則が成り立っており、海面の明るいところすべてに太陽がうつ写っているのです。

プリズム
ちゅう

光の性質を調べるために使う三角 柱 のガラスを(11…カタカナ)といいます。これには、直角二等辺三角形のものと正三角形の形のものがあります。
左のように光がガラスの外に出ていかないのは、光が(12…漢字で)にゅうしゃかくという性質をもっているためです。入 射 角 が 42 度よりも大きいとさかいめ

かがみきは空気中との境目のところですべて反射してしまうのです。プールの底の方から水面を見ると、水面が 鏡
うら

けしきの裏側のようになって外の景色が見えません。これも光の(12)によるものです。

2

小５理科(下) 第 11 回

光と音

要点チェック 32023/10/28 改訂

知識の確認
下の(1)～(2)で、光の進み方として正しくないものを選び、それぞれ記号で答えなさい。
(1)

鏡に反射させるとき…(13)(2)

2 枚の鏡を使って反射させるとき…(14)

くっせつ

光の屈折

お

くっせつ

光は、異なる物質の中を通るときに折れ曲がって進みます。これを光の屈折といい、空気中から水中へ入るとさいたん き ょ り

きは、もぐるように進みます。こうした進み方は、光が最短距離を通ろうしていると考えると分かりやすくな
みちすじ

ぎゃくしんります。水中から出るときは逆の道筋を通り、これを光の逆 進 といいます。にちじょう

日 常 生活で、茶わんの中のはしがお折れ曲がっているように見えたりじっさい金魚が実際よりも上の方にいるように見えたりするのはこのためです。
そして、これを利用して光が一点に集まるようにつくってあるのがとつレンズです。
知識の確認
下の①～④のようなガラスに入った光の進み方をそれぞれ記号で答えなさい。

(15…記号で)(16…記号で)(17…記号で)(18…記号で)3

小５理科(下) 第 11 回

光と音要点チェック 42023/10/28 改訂

下の(3)～(5)で、光の進み方として正しくないものを選び、それぞれ記号で答えなさい。
(3)

光が空気中から水中に向かって進むとき…(19)(4)

光が水中から空気中に向かって進むとき…(20)(5)

ガラスでできた板の中を光が進むとき…(21)(6)

直角プリズムの中を光が進むとき…(22)

知識の確認(まとめ)下の(1)～(5)のうち、光の進み方の正しいものを選び、それぞれ記号で答えなさい。
(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

4

小５理科(下) 第 11 回

光と音

要点チェック 52023/10/28 改訂

光ととつレンズ
①②③

でこ

ぼこ

レンズのつくりのしくみは図のようになっています。ふくらみ(凸)があるのがとつレンズ、へこみ(凹)がりょう

へいあるのをおうレンズといいます。①は 両 とつレンズ、②は平とつレンズ、③はおうとつレンズです。
しょうてん

しょうてん き ょ り

とつレンズの焦 点 と 焦 点 距離
こう

くっせつ

レンズの光じくに平行に進んだ光は、レンズで屈折してすべ全て(28…？点 )に集まるようにつくってあります。
くっせつ

このとき、とつレンズのはしの部分に入った光線は屈折わりあいする割合が大きくなります。
また、レンズの反対側から同じように進んだ光も、レンズの反対側の(28)に集まります。

しょうてん

きょり

そして、レンズの中心から焦 点 までの距離(図のｆ3 とｆ4)を(29きょり…漢字で？距離)といい、この距離はレンズのふくらみが大きい
みじか

くっせつ

ほど 短 くなります。ふくらみが大きいほど大きく屈折するためです。
てん こうげん

点光源の位置ととつレンズを通る光作図するときの基本になるのが左図です。
しょうてん き ょ り

しょうてん き ょ り「焦点距離の(30)倍のところ」から出た光は、反対側の「焦点距離の(30)倍のところ」に集まる。

しょうてん き ょ り

しょうてん「焦点距離の 2 倍のところ」よりも焦点に近いところ
しょうてん

から出た光は、焦点よりも(31…遠いか近いで)ところに集まります。

5

小５理科(下) 第 11 回

光と音要点チェック 6

しょうてん

2023/10/28 改訂

こうげん

こうせん

焦点の上に光源があるときのレンズを通ったあとの光は(32)光線になります。てとうだい

遠くまで照らすことが必要な灯台などに利用されています。
日光と同じ平行光線は、距離に関係なく同じ明るさになるためです。

しょうてん

こうげん

かくさん

焦点よりも内側に光源があるときは、レンズを出たあとの光は図のような拡散
こうせん

こうげん

光線になり、光源から離れるほど暗くなっていきます。

ぞう

とつレンズによってできる像…作図するときの光の進み方の基本は下の①と②だけです。
こう①

しょうてん

とつレンズの光じくに平行にレンズに入った光は、すべて焦点にしょうてん集まる。反対に焦点を通ってレンズに入った光は、とつレンズのこう

光じくに平行に出て行く。
くっせつ②

とつレンズの中心を通った光は、屈折せずにそのまままっすぐにじっさいくっせつ進む。※レンズの中心を通った光は、実 際 には右のように 2 回屈 折 してさくず

む し

少しずれます。しかし、このずれはとても小さいため、作図のときは無視してかまいません。
ぞう

とつレンズと像さくず

こうげん

しょうてん き ょ り①作図のときの基本は、点光源のときと同じく焦点距離の 2 倍のところじつぶつに実物を置いたときです。
しょうてん き ょ り

じつぶつ

せいりつ

向こう側の焦点距離の 2 倍のところに実物と同じ大きさの(33…ア.正 立とうりつじつぞう

イ.倒 立 で)の(34…ア.実 像
じつぶつ

きょぞう

イ.虚 像 で)ができます。

しょうてん き ょ りぞう

しょうてん

実物を置く位置を(焦 点 距離の 2 倍のところ)から遠ざけていくと、できる像は小さくなって焦 点 に近よってきます。
じつぶつ

しょうてん き ょ り②実物を焦点距離の 2 倍のところよりも遠ざけたとき、
しょうてん

じつぶつ

せいりつ

とうりつ

焦点に近いところに実物よりも小さい(35…ア.正 立 イ.倒 立 で)の(36…
じつぞう

ア.実 像

じつぶつ

きょぞう

しょうてん

イ.虚 像 で)ができます。実物をかなり遠くに置くと、焦点のせいりつ

とうりつ

じつぞう

きょぞう

ところに小さい(35…ア.正 立 イ.倒 立 で)の(36…ア.実 像 イ.虚 像 で)がはっきりとできます。これがカメラのしくみです。
じつぶつ

しょうてん き ょ り

しょうてん

あいだ

③実物を焦点距離の 2 倍のところと焦点の 間 に置いたとき、しょうてん き ょ り

じつぶつ

反対側の焦点距離の 2 倍のところよりも遠いところに実物よりもせいりつ

とうりつ

じつぞう

きょぞう

大きい(37…ア.正 立 イ.倒 立 で)の(38…ア.実 像 イ.虚 像 で)ができます。
6

小５理科(下) 第 11 回

光と音

要点チェック 7
しょうてん

2023/10/28 改訂

じつぶつ④焦点の上に実物を置いたときは、レンズを通ったあとのそれぞれの光がぞう平行になるため、像はできません。
じつぶつ

しょうてん

じつぞう

じつぶつ

⑤実物を焦点の内側に置いたとき、実像はできませんが、実物と反対側
じつぶつ

せいりつ

とうりつ

からレンズをのぞくと、実物よりも大きな(39…ア.正 立 イ.倒 立 で)のじつぞう

きょぞう(40…ア.実 像 イ.虚 像 で)を見ることができます。
むしめがね

そんざい

つまり、虫眼鏡で拡大して見えるアリのように、実際には存在していないぞうものが像として見えるのです。
ぞう

スクリーンに写る像の明るさ

ぞう

レンズを黒い紙でおおったとき、上図のどちらの場合にも像はできます。これは、黒い紙でおおっても、へレンズにはあらゆる方向から光が入っているためです。しかし、レンズを通る光の量が減っているため、できぞうる像は暗くなってしまいます。プロのカメラマンが大きいレンズを使うのはこのためです。
知識の確認
しょうてん

とつ

焦 点 距離が 12cm の凸レンズに、図１から図 4 のように光をあてました。それぞれどのように進みますか。

正しいものを記号で選びなさい。
(41)

(42)

(43)

(44)

7

小５理科(下) 第 11 回

光と音

要点チェック 82023/10/28 改訂

ぞう

かがみ

鏡 による物体の像
ぞう

かがみ

たいしょう

さくず

物体と像は 鏡 に対して線対 称 になります…自分で作図して確認。
かがみ

えんぴつ

じっさい

はんしゃ

目は 鏡 の鉛筆を見ていますが、実際はＣ点とＤ点で反射してきた光が、じつぶつ

えんぴつ

かがみ目に入ってきています。実物では、鉛筆の先が左にありますが、 鏡 のぞう

中の像では(45…右か左で)に見えています。
かがみ

鏡 の前に自分のからだを置いたとき、ちょうど自分の体を 180 度だけ反対にしたときと同じ状態になっていることに気がつきます。
かがみ

自分の左手が、 鏡 の中では右手になっています。時計の針や数字も左右が反対になっています。
ま うし

また、自分の真後ろをＡにぞう

うつし、Ａにうつった像をＢにうつして自分の後ろを見ることができます。このときのＢにうつった自分の後ろ姿は、左右が反対になっていません。
それは、自分の目に入ってくる光が、鏡によって(46)回反射しているためです。
かがみぞう

左のように直角にした合わせ 鏡 では、3 つの像ができてかがみはんしゃいます。いずれも、 鏡 で反射した光が自分の目に入ってはんしゃいるのです。このとき、ＢとＣは(47)回の反射、Ｄは(48)はんしゃ

ぞう

回の反射でできた像です。

かがみ

はんい

鏡 で見える範囲

かがみ

うつ鏡 に映ったＡ君を見ることができるのは、Ａ君とＢ君と(49)君で、できないのが(50)君です。
見分け方は、Ａ君(実物の)とＢ´君(鏡の中の)、Ａ君(実物の)とＤ´君
かがみ(鏡の中の)を直線で結んだとき、その直線が 鏡 の中を通るかかがみどうかです。直線が 鏡 の中を通るときは、Ａ君(実物の)から出たかがみ光が 鏡 で反射できるためＡ´君(鏡の中の)を見ることができるのです。
ぜんしん

身長の(51…ことばで )の長さがあれば自分の全身がうつる
ぜんしん

図のＣＤの長さは、全身の長さのちょうど(51)の長さになります。
ぜんしん

かがみ

つまり、自分の全身を 鏡 にうつすためには、自分の身長の(51)以上かがみのたての長さをもつ 鏡 を用意すればよいわけです。
8小５理科(下) 第 11 回

要点チェック 9

光と音2023/10/28 改訂

音
げんしょう

ほんしつてきこと音と光の現 象 には共通するところがありますが、本質的には異なったものです。
きゅうしゅうことくっせつ

共通することがら…音も光と同じように反射をし、物に 吸 収 され、異なる物質の中を通るときには屈折をしかくさん こうせんます。豆電球のような拡散光線と同じように音も遠くにいくほど弱くなっていきます。
しん くうしん くうとうめい

ちがうことがら…音は真空中では伝わりませんが、光は真空中でも伝わります。また、光は透明な物体の中だ
ふとうめい

けしか進めませんが、音は不透明な物体の中でも伝わっていきます。
しんどう

音と振 動
しん

しんどうすう物が 1 秒間に振動する回数のことを振動数といい、これが空気中を伝わって人の耳にしんどうすう音として聞こえています。また、振動数の単位はヘルツといい、人の耳で聞くことがはんいできる範囲は、1 秒間におよそ(53…ア.40～30000 イ.30～25000 ウ.20～20000)ヘルツです。
ちょう お ん ぱこ

ちょくしん

くっせつ

これを超える音を 超 音波といい、これの直 進 や反射、屈折の性質を利用して、体のがぞう中のようすを画像処理することができます。
また、動物たちが聞くことのできる
はんい

ちが音の範囲は人と違います。コウモリは、
ちょうおんぱ2 万~12 万ヘルツの数ミリ秒の短いさけび声(超音波)を 1 秒間に 10~20 回ほど出しています。そのはね返ってきた音をしょうがいぶつ

さ聞いて、障 害 物 を避けたりエサをとらえたりしています。
しんぷく

音の振幅
はば

右のようにふれ幅(○ア )の半分の大きさを(54…漢字で)といい、はばこれが音の強さ(大きさ)です。そのため、ふれ幅が小さければおんげん

はな音として聞こえません。音源から離れるにしたがって、聞えなくなるのはこのためです。

音の伝わり方音は光とちがい、伝えるものがなければ伝わりません。
いと

糸電話で調べてみるとよく分かります。
右の①・②・③の中で、音が伝わりやすい順は(55…記号で選ぶ )です。
ア.①→②→③

イ.③→②→①

ウ.②→①→③9

小５理科(上) 第 19 回 音
えきたい

要点チェック 102023/10/28 改訂

こたい

みつど

また、音は液体や固体の中も伝わっていき、その速さは密度の高い物質ほど速くなります。
そのため、気体・液体・固体の中を音が伝わる速さを速い順にならべると、(56…記号で選ぶ)になります。
ア.気体→液体→固体

イ.液体→固体→気体

ウ.固体→液体→気体

音の伝わる速さ
1.音が空気中を伝わる速さは、0℃のとき毎秒 331ｍで、気温が１℃上がると毎秒 0.6ｍずつ速くなります。
このことから、気温をｔ℃としたときの『音の速さ＝(57)ｍ＋(58)ｍ×ｔ℃ 』で計算することができます。

つまり、気温が 15℃のときの音の速さは毎秒(59)ｍになります。
たんすい

2.淡水の中を伝わる音の速さは水温が 20℃のときで毎秒 1500ｍで、海水中では 20℃のときで毎秒 1513ｍとたんすい

ぎょぐん た ん ち き

淡水のときよりも速くなります。これを応用して、湖や海の深さを調べることができ、魚群探知器（ソナー）にも使われています。たとえば、水温が 20℃のときの湖において、出した音が 10 秒後に、返ってきたとすると、調べたところの深さはおよそ(60)m であることが分かるのです。
しんくう

また、光は真空中を進むときに比べて、空気中では約 3％、水中では約 25％、ガラス中では約 33％おそくなります。

毎秒(61)m(62)秒後

ようそ

音の三要素
こうてい

きょうじゃくねいろ

ようそ

はつおんたいしんどうすう音の高低・ 強 弱 ・音色を音の三要素といいます。
このうち、発音体の振動数によって決まるのが音の
こうてい

しんどう

高低で、振動数が多いほど(63…高いか低いで )音になります。
は

ことじ

かんかく

高い音を出すためには、げんを強く張って琴柱の間隔をＡ
Ｂ
①ＡＡＢＢ
②③

せまくして、細いげんを使うようにします。
図の①で、高い音が出るのは(64…ＡかＢで)の方で、②では(65…ＡかＢで)、③では(66…ＡかＢで)の方です。
また、左写真のときに高い音が出るのは(67…ＡかＢで)の方です。
音を出しているのは水を入れた試験管の中の(68)だからです。
ＡＢ10

小５理科(上) 第 19 回 音

要点チェック 11

2023/10/28 改訂

右で高い音が出るのは(69…ＣかＤで)のコップの方です。
しんどう

しんどう

たたいたときに振動するのはコップで、コップが空気を振動させます。そのため、水の量が(70…多いか少ないで)ときが高い音になるのです。

ＣＤ

きゅうきゅうしゃ

救 急 車 のサイレンの音は、近づくときは高い音に聞こえ、遠ざかるときはばは低い音に聞こえます。これは、音の幅(山から山か谷から谷)が変化するおためです。近づくときは、押されて長さが(71…せまくか広くで)なり、1 秒間の振動数が多くなって高く聞こえるのです。
これを(72…？効果)といいます。この現象については、確認演習で確認します。

確認演習
１モノコードで、げんの太さ・ＡＢ間の長さ・おもりの数を変えて、ＡＢ間を同じ強さではじき、1 秒間のしん動数を調べたところ、表のようになりました。これについて、次の問いに答えなさい。ただし、げんは同じざいしつ材質のものを使い、ＡＢ間の長さはことじの位置を調整することで変えました。
太さ(mm)

長さ(㎝)

おもりの数(個)振動数(回)①0.1201400②0.1204800

③0.1

40

1200

④0.2

20

9600

⑤0.280

4100

⑥0.1

20

9(5)

(1)①と②をくらべることで、おもりの個数が 4 倍になると振動数は(1)倍になることから、おもりの個数が9 倍になると振動数は(2)倍になることが分かります。
(2)①と③をくらべることで、ことじの長さが 2 倍になると振動数は(3)倍になることから、長さが 3 倍になると振動数は(4)倍になることが分かります。

(3)太さと振動数の関係を調べるために⑥をつくりました。
⑥の振動数は、①のおもりの個数の 9 倍になっていることから、(5)になることが分かります。
こうして、④と⑥をくらべることで、太さが 2 倍になると振動数は(6)倍になることが求められます。
これにより、太さが 3 倍になると振動数は(7)倍になることが分かります。

(4)これらのことから、太さは同じで長さを 4 倍、おもりの個数を 4 倍にすると振動数は(8)倍になることが求まります。
11

小５理科(上) 第 19 回 音

要点チェック 12

2023/10/28 改訂(5)太さが 0.2mm、長さが 40 ㎝、おもりの数が 4 個のときの振動数は(9)回になります。

(6)太さが 0.4mm、長さが 10 ㎝、おもりの数が 16 個のときの振動数は(10)回になります。

２

秒速 34m でまっすぐに走っている自動車があります。この自動車が走りながら、3740m 前方のがけに向けて 10 秒間クラクションを鳴らしました。これについて、次の問いに答えなさい。ただし、音速は毎秒 340mです。
[問１] がけのところでクラクションを聞くと、最初にクラクションの音を聞くのは、自動車が鳴らしてから何秒後ですか。また、何秒間聞くことができますか。(11…?秒後・？秒間 )[問 2] 自動車に乗っている人が、クラクションの反射音を最初に聞くのは、最初に鳴らしてから何秒後ですか。また、クラクションの反射音を何秒間聞くことができますか。四捨五入して小数第 1 位までの数で答えなさい。(12…?秒後・？秒間 )実戦問題で確認１

時速 61.2km で等速直線運動をしながらＡ点から遠ざかっている車が、A 点から 850m はなれたＰ点で音を出しはじめ、4 秒間音を出しました。これについて、次の問いに答えなさい。ただし、音速は毎秒 340mとし、風はないものとします。
問1

車がＰ点で出した音は、音を出してから何秒後にＡ点で観測できますか。数字で答えなさい。(13)秒後

問2

車がＰ点を通過してから 4 秒後に音を出したとき、車はＡ点から何ｍはなれた地点を走っていますか。

つうか

数字で答えなさい。

問3

(14)m

問 2 で答えた地点で出した音は、Ｐ点で音を出してから何秒後にＡ点で観測できますか。数字で答えな

さい。

(15)秒後

問 4 この車が出す音の振動数が毎秒 1260 回のとき、Ａ点で観測される音の振動数は毎秒何回になりますか。
数字で答えなさい。また、Ａ点で観測される音の高さは、車が出す音に比べて高い音ですか、それとも低い音ですか。

振動数…(16)回

音の高さ…(17)12