中学生にもよくわかる解説
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2枚の鏡を90°に重ねて立てたとき鏡に像はいくつ映るでしょう?
<理科の教師をめざす大学生172人アンケート>
それぞれの鏡で反射して見える像2つがどこに映るか、光の道筋も含めて正解した割合・・・・・・・・44%
2枚の鏡で反射して見える像も含めて3つどこに映るか、そのときの光の道筋も含めて正解した割合・・16%
解説1:1枚の鏡に像が映って見えるとき、光はものから出て入射角と反射角が等しくなるように鏡で反射して見ている人に届きます。
ここで図のように、ものと、ものから出て鏡に当たるまでの光を鏡に対して折り返します。すぐわかるように折り返した光Aと鏡で反射して見る人に届く光@は一直線になります。
つまり鏡で反射して見ている人に届く光は鏡に対称な「ものの像」から出てきたように見えるのです。(次のアニメーションを見てください)
では90°に重ねて立てた鏡の場合はどうなるでしょう?
解説2:2枚の鏡で2回反射して見ている人に届く光があります。
まず2枚それぞれの鏡で反射して、見ている人に届く光があります。それらは上の話と同じです。2枚の鏡の場合はさらに2回反射して届く光があります。
ここでさきほどと同じように、ものと、ものから出て鏡1に当たるまでの光@を鏡1に対して折り返します。 すると折り返した光は鏡1で反射して鏡2に当たるまでの光と一直線になります。だからまっすぐにものの像から出た光Aのように見えます。
解説3:鏡には鏡の像も映ります。その鏡の像にもものの像は映ります。
今度はものの像とものの像から出て鏡2に当たる光Aを鏡2に対して折り返します。すると折り返した光Bは鏡2で反射して見る人に届く光Cと一直線になります。
だから2枚の鏡で反射して見る人に届く光は「ものの像の像」から出てきたように見えるのです。わかりましたか?
つまり90°に重ねて立てた鏡に映る像は3つということになります。
(全体を通したアニメーションを見てください)
90°・・・・ 像+もの=4つ
60°・・・・ 像+もの=6つ
となり、360°を鏡で分割する数になります。
実際に鏡に映る様子をふしぎビデオで見てください。
注:120°の場合は鏡の像があるので360°を3分割することにはならず、いつも2つとは限らず3つ見える場合もあります。(2008.4訂正)