光は、空気や水など同じ物質の中ではまっすぐ進む性質を持っています。この性質を 光の直進といいます。
最重要ポイント：光は同じ物質の中ではまっすぐ進む（直進する）。光の進む道すじに物があると、その物のうしろにかげができる。
光源（こうげん）とは、太陽や豆電球のように、自ら光を出す物体のこと。
同じ「見える」でも、光源が見える場合と、光源ではない物が見える場合とでは、目に届く光の道すじがちがいます。
まとめ：光源が見えるのは光が直接目に届くから。光源以外の物が見えるのは、物の表面ではね返った光（反射光）が目に届くから。
光は、空気や水など同じ物質の中ではまっすぐ進む性質を持っています。この性質を 光の直進といいます。
最重要ポイント：光は同じ物質の中ではまっすぐ進む（直進する）。光の進む道すじに物があると、その物のうしろにかげができる。
光源（こうげん）とは、太陽や豆電球のように、自ら光を出す物体のこと。
同じ「見える」でも、光源が見える場合と、光源ではない物が見える場合とでは、目に届く光の道すじがちがいます。
まとめ：光源が見えるのは光が直接目に届くから。光源以外の物が見えるのは、物の表面ではね返った光（反射光）が目に届くから。
細いすきま（スリット）のある暗い箱に光を通すと、光のすじ（光線）を目で見て確かめることができます。 このとき光線がどんな形に進むかは、光源までの距離によって2つのタイプに分かれます。
太陽のように非常に遠くにある光源から出た光をスリットに通すと、光線はほぼ平行に進みます。 これを平行光線といいます。
豆電球のような小さい光源（点光源という）から出た光をスリットに通すと、光は広がりながら進みます。 これを拡散光線といいます。
⚠️ 間違えやすいポイント
| 項目 | 平行光線 | 拡散光線 |
|---|---|---|
| 光源との距離 | 非常に遠い（太陽など） | 近い・点とみなせる（豆電球など） |
| 光線どうしの間かく | どこでも同じ（平行） | 先に行くほど広がる |
| 面の明るさと距離 | 距離に関係なく一定 | 距離の2乗に反比例 |
| できるかげの大きさ | 物とほぼ同じ大きさ | 物より大きく、遠ざけるほど拡大 |
| 身近な例 | 太陽光、快晴の日の日光 | 豆電球、ろうそくの炎、街灯 |
点光源から出る光の総量は変わりませんが、光源から離れるほど光が広がる範囲が大きくなります。 同じ量の光が広い範囲にばらまかれるので、ひとつぶんの面積が受け取る光は少なくなり、面は暗く見えるようになります。
| 光源からの距離の比 | 照らされる面積の比 | 面の明るさの比 |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 4（2×2） | 1/4 |
| 3 | 9（3×3） | 1/9 |
| 4 | 16（4×4） | 1/16 |
公式：拡散光線では、明るさの比は面積比の逆比になる。面積比は距離の比を2回かけ合わせたもの（距離比の2乗）なので、 明るさは距離の2乗に反比例する。
Q. 光源からの距離を2倍にすると、面の明るさは何倍になる？
A. 1/4倍になる。距離が2倍になると、照らされる面積は2×2＝4倍に広がるため、同じ面積あたりの明るさは4分の1になる。
Q. 太陽光を使った実験で、スリットとスクリーンの間を遠ざけると明るさは変わる？
A. 変わらない。太陽光は平行光線なので、光源（太陽）と面の距離に関係なく、面の明るさはどこでも同じになる。
Q. 拡散光線の問題で「距離」というときは、どこからどこまでの距離を指す？
A. 必ず点光源（豆電球など）からスクリーンまでの合計の距離を指す。とちゅうにスリットがあっても、スリットとスクリーンの間の距離だけで比べず、点光源からスクリーンまでの合計の距離で比べる。
Q. 鏡を使って光源の光を反射させると、光源の数が増えたことになる？
A. ならない。鏡は自ら光を出さず、光源からの光をはね返しているだけなので光源ではない。ただし反射光が目に入れば、鏡の像が明るく見える。
豆電球（点光源）またはスリット・スクリーンを一直線上に並べて、スクリーンの明るさがどう変わるかを調べる実験です。
下の図のように、豆電球・スリット・スクリーンを、たて向きに立てて一本の直線上に並べました。最初は、豆電球とスリットの間かくが12cm、スリットとスクリーンの間かくも12cmです。 ここから豆電球だけを移動させ、豆電球とスリットの間かくを36cmまで広げました（スリットとスクリーンの間かくは12cmのまま変えていません）。このときスクリーンの明るさは、もとの明るさと比べて何倍になっているか答えなさい。
とき方
スリットとスクリーンを、たて向きに立てて一本の直線上に並べ、そこへ太陽の光を当てました。最初は、スリットとスクリーンの間かくが15cmです。 この間かくを45cmまで広げると、スクリーンの明るさはもとの明るさと比べて何倍になっているか答えなさい。
とき方
豆電球とスリットの間かくを10cmに固定したまま動かしません。最初は、スリットとスクリーンの間かくも10cmで、このときの明るさを基準の明るさとします。 そこからスクリーンだけを遠くへ移動させたところ、明るさが基準の1/16倍まで下がりました。移動させたあとの、スリットとスクリーンの間かくは何cmになったか求めなさい。
とき方
📝 計算のコツまとめ