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黒い光は存在しない?SAPIX理科の勉強方法例

SAPIXのロゴ

光とは何なのか

SAPIXの理科の問題

SAPIXの理科の光に関する問題について質問を受けました。

非常にシンプルな問題ですが、光について知っているだけか、理解できているかがわかるので、ちょっと紹介しましょう。

光は一般的に小5で扱う単元なので、5年生以上なら解けて欲しい問題です。

光の三原色は中学受験で必要な内容ですが、その光の仕組みについてはあまり理解していない子が多いのが実情。

今回質問されたのはSAPIXの問題ですが、ファイの問題も合わせて実施することで理解度を深めています

ここでもファイの問題も織り交ぜて紹介していきます。

ではいってみましょう!

問題
  • 黒い物が太陽の光のもとで黒くみえるのはなぜですか。
  • 黄色のバナナに青い光を当てると何色に見えるか答えなさい。
  • 人工的な光で植物を育てる場合、何色が一番効率的か答えなさい。
  • 光を当てずに植物を育てると白くなる理由を説明しなさい。

SAPIXとファイの問題

サピックスの色の三原則の問題

光の三原色って何?

光の三原色というのは、赤・青・緑の3色の波長ことを指し、この3色で作れる7色のことを指します。

光の三原色
  • 赤+青 ⇒ 赤紫
  • 赤+緑 ⇒ 黄
  • 青+緑 ⇒ 水色
  • 赤+青+緑 ⇒ 白

どの色が見えるか、よりもどの色が吸収されるか

例えば赤いペンがあったとします。

このペンは赤く見えるのは、赤い波長の光を反射しているからです。

これは間違いではありません。

しかし、反射している光に着目するよりも、吸収してしまう光について考える方が解きやすくなります

つまり「赤いペンは青と緑の光を吸収している」と考えるのです。

同様に「青いペンは赤と緑の光を吸収している」と考えられます。

では黄色のペンはどうでしょう。

これも「青の光を吸収」して、「赤と緑の光を反射するので混ざって黄色に見える」のです。

色の見え方

色の三原色は「赤」「青」「緑」

  • 青と緑を吸収 ⇒ 赤
  • 赤と緑を吸収 ⇒ 青
  • 青を吸収 ⇒ 赤+緑 ⇒ 黄

吸収される色に着目する方が考えやすい!

黒い光の正体と色がついた光

黒い光とは?

光の3原色によると、黒い光はありません。

では黒い光とはなんなのでしょうか。

黒く見えるものは身近で沢山ありますが、どうやってできているのでしょうか。

実は、黒い光というものは存在しません

黒とは、光を反射しない、光を吸収するものと考えられるのです。

たとえば黒いペンというのは、赤・青・緑の光が当たっているにもかかわらず、全ての色を吸収してしまうため黒く見えるのです。

でも黒にも濃さがありますし、黒だと認識することができます。

これは黒の中にもごくわずかに光を反射している部分があり、そこが白く見えて輪郭が映し出されるためです。

黒光りというのがこれにあたります。

モノクロの絵画を描くことを考えれば想像がつきやすいでしょう。

モノクロの絵画の場合、完全に真っ黒に塗りつぶさず、白い部分を残すことで絵に立体感を持たせています。

これが吸収しきれなかった光ですね。

黒い光の正体

赤・青・緑を全部吸収 ⇒ 光が出ない = 黒く見える

バナナに青い光を当てるとどうなる?

ちゃんと光を理解している人にとっては何てことない問題です。

まずバナナが黄色い理由ですが、青色の光を吸収してしまうため、黄色く見えています。

そのバナナに青色の光を当てるとどうなるでしょう?

青色の光なので吸収してしまいますよね?

よって、光が返って来ず、黒く見えるというわけです。

バナナに青い光

バナナは黄色(赤+緑)を反射=青を吸収

青い光+青を吸収 ⇒ 光が出ない = 黒く見える

人工的な光で植物を育てるなら、何色の光を当てる?

植物というのは、緑色をしています。

この緑色は葉緑体によるものなのですが、緑に見えるということは、赤と青の光を吸収しているとも言えます。。

言い換えると、緑は吸収されない、必要としていない光として考えられるのです。

よって人工的な光を当てるのであれば、緑はどうせ吸収されないため必要ありません。

つまり赤紫の光があれば育てられることになるのです。

人工的な光で植物を育てる

緑は反射している=緑の光は不要

赤と青の光が必要 ⇒ 赤紫の光

光を当てないで育てるとどうなる?

光を当てないで育てるということは、光を吸収せずに育てるということになります。

すると植物は光を吸収する機能を持つ必要がなくなるため、光を吸収できない体になります。

光を吸収できないということは、全ての光を反射してしまうということ。

よって白っぽくなるのです。

このようにして育てているものが、もやし、ホワイトアスパラガス、うどですね。

光を当てずに育てる

光が当たらない ⇒ 光を吸収する機能を失う ⇒ 全て反射してしまう ⇒ 白くなる

「ポイント」を当たり前にしない学習

光という単元は、説明が書いてはあるものの、どのテキストもそこまで深く扱っていません。

サピックスの理科も同じ。

なぜなら、あまり深く突っ込むと高校物理の内容になってしまうから

すると難しすぎて解けないと考えられているのです。

しかし実は高校物理の基本原理を隠して教える方が大変!

「今の段階では説明がつかないから覚えろ!」という内容が増えてしまいますから。

でも実はそんなことはありません!

学年の区切りを作ったために起きている障害なので、それを取り払ってしまえば実は子どもは理解できてしまうのです。

実際ファイでは光について高校物理の内容まで教えてしまっています

小学生でも

それでもわかるものなのです。

この質問をしてきた子も、これ以降色の単元は間違えていません。

大人の思い込みで「これは高校生の内容だから」と決めつけない方が、子どもはどんどん吸収して理解を深められるのです。

この学年に囚われない勉強というのは、学年で区切られたテキストで勉強する以上そう簡単ではありません。

単純に予習をすればいいわけでもありませんし、上位学年の勉強をすればいいわけでもありません。

そのため保護者の適切なサポートやアドバイスが必要になります。

やってみて、もし難しいようでしたらファイへご連絡下さい。

月1万円から、どのように子どもに学年を超えた内容を教えていけばいいかのアドバイスもしています(^^)/

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ABOUT US

1981年生、千葉県出身の学習法診断士。独自の教育論、常識外れの教育手法を用いて、大手進学塾で実績、成績上昇率共にトップを取り続け、個別指導塾、家庭教師でもミラクルと言われる多数の逆転合格を打ち出す。2013年に進学塾PHIを作り、2015年に株式会社学習法指導塾PHIを設立。子供たちを対象とした勉強のやり方の指導を初め、親へも教育に関する子育て指導を実施。教育活動の一環として、高校や大学での指導、セミナー活動、塾や学校の先生など教育者に対するコンサルティング、動物介在教育など、多岐にわたって教育業に携わる。

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