光と 音の せいしつ
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この 章で 学ぶこと
晴れた 日の 校庭は とても 明るくて、 あたたかい。 たいこを たたくと 大きな 音が なる。 ふだん あたりまえに 思って いる 光 と 音 にも、 ふしぎな きまりが かくれて います。
- 日光は まっすぐ すすむ（直進）こと を 知る
- 鏡 で 光を はね返せる（反射）こと を 学ぶ
- 鏡を 何まいか 重ねる と もっと 明るく・あたたかく なる ことを 実験 で たしかめる
- 虫めがね で 光を 集められる（集光）こと を 知る
- 物から 音が 出る とき、 物は ふるえて いる ことを 知る
- 音の 大きさが かわる と、 ふるえ方も かわる
- ものづくりとして 糸電話 を 作って 音の つたわりを たしかめる
最重要安全: 虫めがねで 集めた 日光を 物・人・動物・自分の 体・服に 当てない。 紙が こげる ほど 強い 熱に なり、 やけど や 火事 の おそれが あります。 また 太陽を 直接見るのも ぜったい 禁止です（第5章 で 学んだ とおり）。
1. 日光は まっすぐ すすむ
晴れた 日に、 まどから さしこむ 光の すじ を 見たことが ありますか？ ホコリが きらきら 光って 見える、 まっすぐな 線。
光の 直進（ちょくしん）
日光 は まっすぐ すすみます。 これを 直進と いいます。
光の 直進 が わかる れい:
| れい | 何が 見える？ |
|---|---|
| 木もれ日 | 木の すきまから まっすぐな 光の すじが さしこむ |
| きりの 中の 車の ライト | まっすぐ 前に 細長く のびる |
| まどの すきまの 光 | カーテン の すきまから まっすぐ 入る |
| かげの できかた | 光が まっすぐ ものに さえぎられて 反対がわに かげが できる |
じっけん: 光の 道すじを たしかめる
3まいの だんボール に 小さな あな を 開けて 一列 に ならべ、 光を 通して みる。 3つの あなが 一直線に ならんで いる ときだけ 光が 通り、 少しでも ずれると 通らない。 これが 「光は まっすぐ すすむ」 という 証拠。
2. 鏡で 光を はね返す
光は 鏡 に 当たると、 そこで はね返り ます。 これを 反射と いいます。
鏡の はたらき と 反射の 方こう
鏡を 太陽に 向ける と 光が はね返り、 ねらった 場しょが 明るく なる。 鏡を かたむける と、 光の 当たる 場しょも 動く。 (光が はね返る とき の 「角度の きまり」 は 中学校で くわしく 学びます)
鏡で 光を 動かして みよう
校庭の しゃ面（コンクリートの かべ）に 鏡で 光の まる を 作ってみる。 鏡を 左右・上下に かたむける と、 光の まるも 動く。 少し 動かす だけで、 遠くの 光は 大きく 動く。
安全: はね返した 光を 人の 顔に 向けない。 まぶしくて 目が くらみ、 けが や 事故 の もとに なります。
3. 鏡を 重ねる と どう なる？
1まいの 鏡で 光を はね返すと、 その 場しょが 明るく なる。 2まい・3まい の 鏡 で おなじ 場しょ に 光を 集めると どう なる でしょうか？
じっけん: 鏡の まい数 と あたたかさ
しゃ面に 紙の円をつけ、 鏡の まい数 を かえて 同じ場しょに 光を 当て、 温度計 で 温度を はかる。
| 鏡の まい数 | 明るさ | 温度（5分後） |
|---|---|---|
| 0まい（日かげのまま） | くらい | 22℃ |
| 1まい | 明るい | 28℃ |
| 2まい | もっと 明るい | 34℃ |
| 3まい | とても 明るい | 39℃ |
わかった こと
- 鏡の まい数 が ふえる ほど、 光が 集まり ます
- 集まった 光は、 明るさ だけで なく あたたかさ も 大きく なる
- これは 日光に は あたためる はたらき が ある という 第5章の 学びとも つながる
ポイント: 「光が 集まる ほど、 物が 明るく・あたたかく なる」 これが 大切な きまり。
4. 虫めがねで 光を 集める
虫めがね は、 ふだん は 小さい ものを 大きく 見る 道具。 でも、 太陽に 向ける と、 光を 1点に 集める こと も できます。
虫めがね の 集光
虫めがねを 紙に 近づけたり 遠ざけたり する と、 光の 円の 大きさが かわります。 ちょうどの 距離 に なる と 光の 点が 1mm くらい の 小さな まる に なり、 とても 明るく・数十びょうで 紙が こげる ほど 熱く なります。 (この 「ちょうど の 距離」 は 中学校 で 「焦点」 と いう 名前で 学びます)
じっけんは 先生と いっしょに
このじっけんは 絶対に 1人で やっては いけません。 先生の しじを かならず うけて、 黒い 紙（ほかの 紙より 早く こげる）を つかい、 こげた 紙の 後しまつ（水に つける）まで しっかり する。
最重要安全（あそびに しない）: 虫めがねの 集光あそび は ぜったいに 禁止 です。 集めた 光を 手 や 服 や 植物 や 動物 に 当てない。 やけど や 火事 の もと に なります。 とくに 太陽 を 虫めがね で 見ない（網膜を 焼く）。
5. 物から 音が 出る = 物が ふるえる
太鼓を たたいて 音を なら しましょう。 たたいた ところを そっと 手で さわる。 何を 感じますか？
ぶるぶる、 と ふるえて いる はず。
音と ふるえの かんけい
音 は、 物が ふるえる ことで うまれます。 これが 音の 大切な せいしつ。
| 音の もと | ふるえて いる ところ |
|---|---|
| 太鼓 | たたいた 皮 |
| ピアノ・ギター | おさえた／はじいた 弦（げん） |
| 声 | のど の 声帯 |
| トライアングル | たたかれた 金属の ぼう |
じっけん: ふるえを 見る
- 太鼓: 上に 米つぶ を のせて たたく → 米つぶが ぴょんぴょん はねる
- ギター の 弦: はじいた 弦が ぼやけて 見える（速く ふるえて いる ため）
6. 音の 大きさ と ふるえ
音を 大きく したいとき、 みんなは どう しますか？ 太鼓を 強く たたく。 これが 答えの ヒント。
音の 大きさ と ふるえ方
| 音の 大きさ | ふるえ方 |
|---|---|
| 小さい 音 | 物の ふるえ方が 小さい（短い はば で ふるえる） |
| 大きい 音 | 物の ふるえ方が 大きい（広い はば で ふるえる） |
太鼓の 上に のせた 米つぶ で たしかめると:
| たたき方 | 音 | 米つぶの ようす |
|---|---|---|
| そっと | 小さい | あまり はねない |
| ふつう | ふつう | 少し はねる |
| 強く | 大きい | 高く 大きく はねる |
ポイント: 「音の 大きさ ↑ → ふるえ方 ↑」。 これは 「力の 大きさ ↑ → 動きの 大きさ ↑」（第6章）と そっくりな きまりですね。 理科で 何度も でてくる 大切な かんけい です。
7. ものづくり: 糸電話を 作ろう
音は 空気 だけで なく、 糸 や 金属 を つたって も つたわります。 それを たしかめる ものづくり が 糸電話 です。
必要なもの と 作り方
紙コップ 2こ・タコ糸約 5m・つまようじ 2本 を 用意。 紙コップの そこの 中央 に つまようじで あなを あけ、 タコ糸 の はしを 内がわ から 通して つまようじ に むすぶ。 もう 一方の コップ も 同じ ように とりつける。
つかい方
2人で 紙コップを 1つ ずつ 持ち、 糸を ぴんと はる。 1人が 口を つけて 話し、 もう 1人が 耳に あてて 聞く。
じっけん: 糸電話の ふしぎ
| じっけん | 結果 |
|---|---|
| 糸を ぴんと はる | 声が ちゃんと 聞こえる |
| 糸を たるませる | 聞こえない |
| 糸を 指で つまむ（ふるえを とめる） | 聞こえなく なる |
| タコ糸 を 針金 に かえる | もっと はっきり 聞こえる |
わかった こと
- 音は 物の ふるえ が 糸を つたわって 反対がわに とどく
- 糸が ぴんと はって いないと、 ふるえが つたわらない
- ふるえを とめる と 音は つたわらない
おまけ: ふだん 私たちが 話す 声 は 空気の ふるえ が 耳まで つたわった もの。 糸電話は それを 糸 の ふるえに かえた しかけ です。
8. ふりかえり
- 日光は まっすぐ すすむ（直進） こと を いえる
- 鏡で 光が はね返る（反射） こと を いえる
- [ ]鏡を 重ねる と 明るさ・あたたかさが 大きく なる
- 虫めがね で 光を 集められる ことを 知って いる
- 音は 物の ふるえで うまれる こと を いえる
- 音の 大きさ と ふるえ方 の かんけい が わかる
- 糸電話 を 作って 音が つたわる ことを たしかめた
この 章の 安全配慮（最重要）
- 虫めがねで 太陽の 光を 集める 集光あそびは ぜったいに 禁止
- 集めた 光は 数十びょうで 紙が こげる ほど 強い 熱に なる
- やけど や 火事 の おそれが ある
- 服・植物・動物・人の 体 に 集めた 光を 当てない
- 太陽を 虫めがねで 見ない（目を きずつける）
- 太陽を ちょくせつ 見ない（第5章の くりかえし）。 双眼鏡・望遠鏡 も 同じ
- 鏡で はね返した 光を 人の 顔に 向けない（とくに 目に 当てない）
- 鏡を 落とさない（割れたら ガラスの かけらで 大けがの おそれ）
- 鏡や 虫めがねは 両手で 大切に 持つ
次の 章: 第8章では、 じしゃく の ふしぎ を 学びます。 鉄に つく もの・つかない もの、 N きょく と S きょく の はたらき、 はなれて いても はたらく 力 など、 じしゃく の 不思議な 力に 出会います。