図1は、あるガラスＧについて、通り抜ける光の波長と、そのときの屈折率を測った結果…
図1は、あるガラスＧについて、通り抜ける光の波長と、そのときの屈折率を測った結果です。屈折率が大きい光ほど、ガラスに入るときに大きく曲がります。このガラスＧを三角形のプリズムの形にして白色光を当てたときに起こることとして、図1から考えて最も適切なものはどれか。
- ⑴ 屈折率の違いはガラスに入るときだけにはたらくので、ガラスから出るときに色の分かれ方がもとに戻り、入れたときと同じ白い光が出てくる。プリズムでは入るときと出るときの両方で色ごとに曲がり、分かれ方はさらに大きくなります。
- ⑵ 屈折率の違いは波長ではなくガラスの厚さで決まるので、プリズムを厚くすると色の帯に分かれ、薄くすると白い光のまま出てくる。図1は同じガラスについて波長ごとに屈折率が違うことを示しており、厚さで屈折率が決まるわけではありません。
- ⑶ 波長の短い光ほど屈折率が大きいので、紫の光が最も大きく曲がり、赤の光が最も小さく曲がって、波長の順に並んだ色の帯になって出てくる。図1では波長が短い光ほど屈折率が大きく、屈折率が大きい光ほど大きく曲がるので、色ごとに進む向きが分かれます。
- ⑷ 屈折率が大きい光ほどガラスの中を速く進むので、紫の光が先に外へ出て、赤の光が遅れて出ることで色の帯が横に広がって見える。屈折率が大きい光ほど物質の中を進む速さは遅くなります。また、色が分かれるのは出る時間の差ではなく曲がり方の差によります。
解説
正解は⑶です。図1を見ると、波長が短い紫の光ほど屈折率が大きく、波長が長い赤の光ほど屈折率が小さくなっています。屈折率が大きい光ほどガラスに入るときに大きく曲がるので、プリズムに白色光を当てると、紫の光が最も大きく曲がり、赤の光が最も小さく曲がります。その結果、白色光は波長の順に並んだ色の帯に分かれて出てきます。このように光が色ごとに分かれることを分散といいます。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。