空気中から物質Ｐへ光を入れ、空気側の角度と、物質Ｐの中で光が進む向きの角度を測り…
空気中から物質Ｐへ光を入れ、空気側の角度と、物質Ｐの中で光が進む向きの角度を測りました。図1はその結果で、ア〜カは6回分の測定です。空気側の角度を20度から40度へ2倍にしたときの変化として、図1から読み取れる最も適切なものはどれか。
- ⑴ 物質Ｐの中での角度は約13度から約25度へとほぼ2倍になっているが、どの測定でも空気側の角度より小さく、光は境界面で法線に近づく向きに曲がっている。イとエを読むと13度と25度でほぼ2倍になっており、ア〜カのどの点でも物質Ｐの中での角度のほうが小さくなっています。
- ⑵ 物質Ｐの中での角度は約26度から約50度へと大きくなっており、空気側の角度より大きいので、光は境界面で法線から遠ざかる向きに曲がっている。図1の縦軸を読むと20度のときは約13度、40度のときは約25度で、空気側の角度より小さくなっています。
- ⑶ 物質Ｐの中での角度は約25度のまま一定で、空気側の角度をどのように変えても、物質Ｐの中で光が進む向きは同じに保たれている。図1のア〜カは右上がりに並んでおり、空気側の角度が大きくなるほど物質Ｐの中での角度も大きくなっています。
- ⑷ 物質Ｐの中での角度は約13度から約25度へとほぼ2倍になっており、その値はどの測定でも空気側の角度と同じ大きさなので、光は境界面で曲がらずにまっすぐ進んでいる。図1では20度に対して約13度、40度に対して約25度で、空気側の角度とは一致していません。
解説
正解は⑴です。図1で空気側の角度が20度のときの点はイで、物質Ｐの中での角度は約13度です。40度のときの点はエで、約25度です。たしかにほぼ2倍になっていますが、ア〜カのどの点を見ても、物質Ｐの中での角度は空気側の角度より小さくなっています。これは、光が空気から物質Ｐへ進むとき、境界面に立てた垂線である法線に近づく向きに曲がることを示しています。
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。