中学１年生では、「光の性質」について学習します。
この解説では、「光の性質」「光の直進」「直進するスピード」「光が直進する理由」などについて解説しています。
それでは早速、光の不思議な世界を勉強していきましょう！
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1. 光の性質
中学１年生で学習する光の性質には、次の４つがあります。
これらの光の性質はどれも身の回りでよく起こることですが、いざ教科書で勉強しようとすると、難しく感じますよね。
この記事では、光の性質の中の「光の直進」について詳しく解説していきたいとおもいます！
2. 光の直進
① 光の直進とは
光には「直進する」という性質があります。
光は、同じ物質中を進むときには、直進していきます。例えば、空気の中、水の中、ガラスの中などです。
光は曲がるって聞いたことがあるけど？絶対に直進するの？
光は同じ物質中（空気、水、ガラスなど）であれば必ず直進します！
一方で、光が曲がることを「光の屈折」といいます。
光が曲がるのは別の物質の中へ光が進もうとする時だけです。
例えば、空気中から水中に光が進むと、空気と水の境目で屈折が起こります。
「光の屈折」は同じ物質の中では起こらないので、光は直進するということができます。
② 光の直進の例
光の直進は色々なところで見ることができますが、今回は２つの例をしょうかいします！
(1) 宇宙の星をみるとき
宇宙の星ははるか遠くにあるはずなのに、なぜ地球から見ることができるのでしょうか？
それは、他の星の光が直進して地球まで届くからです！
遠くの星からでた光は、そのまま宇宙空間の中を直進し、地球まで届きます。
もし、光が直進していなかったら、遠くの星座はおろか月や太陽さえも見ることができないかもしれません。
(2) 影ができるとき
２つ目は、「影ができるとき」です。
自分の影がなぜできるのか、考えたことはあるでしょうか？
今回は、このネコに代役になってもらい、影のでき方について考えてみましょう。
この写真では、ネコの左から光がさしています。
ネコに当たった光はネコ（という物体）にさえぎられるため、直進することができませんが、ネコに当たらなかった光はそのまま直進し、壁に当たります。
これによって、壁にはネコの形の影ができていますね。
3. 直進するスピード
光は、なんの物質の中をすすむかによってスピードが決まります。
光が最も速く進むことができるのは真空中です。
光は真空の中では、秒速299,792,458 m（秒速 約30万km）で進むことができ、これを「光速」といいます。
真空以外の物質の中でのスピードは「屈折率」という値によって表すことができます。
物質の屈折率が高いほうが、光速は遅くなります。
主な物質の屈折率は以下の通りです。
| 物質 | 屈折率 | 備考 |
| 空気 | 1.000292 | 0℃、１気圧 |
| 二酸化炭素 | 1.000450 | |
| 氷 | 1.309 | 0℃ |
| 水 | 1.3334 | 20℃ |
| エタノール | 1.3618 | |
| 水晶 | 1.5443 | 18℃ |
| 光学ガラス | 1.43 – 2.14 | |
| サファイア | 1.762 – 1.770 | |
| ダイヤモンド | 2.417 |
この表の中では、空気が最も速く光が伝わり、ダイヤモンドが最も光が遅く伝わることが分かりますね。
光が進むスピードについてより詳しく知りたい人は、「屈折率」について検索してみてください！
4. 【コラム】なぜ光は直進する？
光に限らず、運動する物体は「外から力が加わらない限り直進する」という性質をもっています。
宇宙空間でボールを投げたときのことを考えてみましょう。
宇宙では重力がないため、ボールは同じ速度でまっすぐにどこまでも進んでいきますね。
もう少し詳しく説明するためには、中学３年生の「物体の運動」という単元の説明が必要になります。
中学３年生の理科では、「ニュートンの運動法則」というものを勉強します。
これの第一法則に「慣性の法則」というものがあります。
この法則では「すべての物体は、外部から力を加えられない限り、静止している物体は静止状態を続ける」ということが示されています。
当たり前のことではありますが、光もこの法則にしたがうため、外から力が加わらない限り、直進し続けるのです。
慣性の法則について知りたい方は、JAXAの下の動画がおすすめです。
5. まとめ
今回の解説では、「光の直進」について解説しました。
最後に光の直進のポイントをまとめて確認しておきましょう！
① 光は同じ物質の中では直進する
② 光の直進は、「宇宙の星」や「影のできかた」でみられる
③ 光の速さ（光速）は、秒速 約30万km
④ 光は、他の物体と同じで、外から力が加わらない限り直進する
最後まで、解説を読んでいただきありがとうございました！
6. 光の性質 記事一覧
① 光の直進 （←今はこちら）
② 光の反射
③ 光の屈折
④ 光の全反射
⑤ 凸レンズの性質
6. 参考サイト
① 【フェルマーの原理】光の真の性質を学び、溺れた人を助け出せ！
