目の網膜には、光を感じ取る細胞がない場所があります。視神経が眼球から出ていく部分に当たり、その場所へ像ができても、その目では印を捉えられません。このため視野の中に生じる見えない部分を盲点といいます。まぶたで隠れた場所や、暗くて見えない場所とは別の仕組みです。
中学入試では、片目で一点を見つめながら紙を動かす実験が題材になることがあります。大切なのは、印が消えたという観察と、網膜のどこへ像ができたかという説明をつなぐことです。ここでは紙と目の位置関係を、単純な作図模型で考えます。
見つめる点を固定する理由
紙の十字を見続けたまま、離れた黒い印が見えるかを調べます。黒い印の方へ目を動かすと、像が網膜の別の場所へ移ってしまいます。見えなくなった印を追いかけて見ようとする操作は、最初の条件を変えることになります。
実験図では、目、固定して見る十字、調べる黒い印を区別します。十字と印の間隔が同じでも、紙を目へ近づけると、二つを見る方向の角度は大きくなります。つまり、紙上の距離が一定というだけでは、網膜上の位置まで一定にはなりません。
例題1 距離を変えた同じ向きの印
単純な作図模型で、目から紙まで30cm、十字と印の間が6cmのとき、印の像が盲点の中心へ来たとします。目から紙まで45cmに変えても同じ向きに印を置くには、十字と印の間を何cmにしますか。目と紙の向きは変えません。
答え・解説： 9cmです。目からの距離が45÷30＝1.5倍なので、横の間隔も6×1.5＝9cmにします。目を頂点とする二つの三角形が相似になるためです。これは同じ視方向を保つ模型の計算で、全員の盲点がこの数値で観察されるという意味ではありません。
紙の右と網膜の右をそのまま結ばない
目のレンズを通ってできる像は、上下左右が反対になります。視野の右側にあるものの像は、網膜では反対側へできます。片目の盲点がどちらの視野に現れるかを考える際も、紙上の位置と網膜上の位置を同じ向きとして写さないようにします。図が眼球を上から見たものか、正面から見たものかも確認します。
例題2 両方の目で見たら印が戻った
片目で十字を見ているときに見えなかった印が、もう一方の目も開けると見えました。「光が弱かったから見えなかった」「片方の目では像が盲点に当たっていた」のうち、この実験の説明に合うものを選び、理由を述べてください。照明と紙の位置は変えていません。
答え・解説： 後者です。片方の目で像が光を感じない場所に来ても、もう一方の目では別の網膜位置に像ができ、印を捉えられる場合があります。両目を開けた操作は照明を強くした操作ではないので、光が弱かったことを直接示していません。ただし、この観察だけで目のあらゆる性質を診断できるわけではありません。
消えた部分が黒い穴に見えるとは限らない
盲点には情報がないため、そこがいつも黒い丸として意識されるとは限りません。周囲の情報なども使って視覚が成り立つため、印が背景に紛れたように見えることがあります。見えていない領域を、目の中に黒い物があると説明しないでください。
また、印には幅があり、盲点も一点ではなく広がりを持ちます。中心が対応した条件と、印全体が見えなくなる条件は完全に同じとは限りません。例題1は中心への方向を一本の線で表した模型です。印を大きくしたときに消え方が変わっても、相似の計算が直ちに誤りになったわけではありません。
測定値を比較するなら、見る目、固定点、紙の向き、印の大きさ、目からの距離の測り方をそろえます。顔を傾けると、横方向だけの模型から外れることがあります。一回の位置を絶対の値にするより、何度か同じ条件で観察し、どの範囲で変化したかを記録する方が実験の説明に向いています。
目の問題は器官名を覚えるだけでなく、光の道筋と観察の条件を結ぶ問題でもあります。見つめる場所を固定した理由、片目にした理由、距離を変えた意味。この三点を説明できれば、初めて見る実験図にも対応しやすくなります。
見えなかった原因を比較で絞る
同じ位置の印が両目でも片目でも見えない場合は、印の印刷や照明、視線の固定など、盲点以外の条件も確かめる必要があります。「印が見えない」という一つの結果だけで原因を決めるのではなく、目を変える、紙の位置を変えるといった操作で、結果がどう変わるかを比べます。ただし一度に多くの条件を変えると、どの操作が効いたかわからなくなります。
紙を遠ざける比較では、印の見かけの大きさも小さくなります。位置の角度だけでなく印自体の見えやすさも変わり得るため、単純な相似模型と観察の全てを同じものとして扱わないことが大切です。例題は指定された中心方向を計算する問いとして区切り、実際の消えた範囲は別の観察記録として扱います。
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