問3 図4 のように，Ｑの位置から円の中心Ｏを通るようにレーザー光を入射したとこ…
問1 ～問5 に答えよ。 図1 のように円形の水槽に半分だけ水を満たし，Ｐの位置から 水槽に向けて，レーザー光を入射させる実験をおこなった。図2 および図3 は水槽を正面から見たときのものである。レーザー光 はＰから円の中心Ｏを通るように入射させた。表に物質の屈折率 を示す。 レーザー光 Ｐ Ｐ 空気 水 アイ ウ Ｏ Ｐ 空気 水 Ｏ a b c d 図1 図2 図3
問3 図4 のように，Ｑの位置から円の中心Ｏを通るようにレーザー光を入射したところ，光の 一部は屈折し，残りは反射した。下の文章中の ア ， イ に当てはまる語句等の組 合せとして正しいものを，下の1 ～4 のうちから一つ選べ。
空気 水 Ｏ Ｑ 図4 Ｑの位置から入射角を大きくしていくと，やがて屈折角が ア になる。そのときの入 射角を臨界角という。入射角が臨界角よりも大きくなると，光は境界面ですべて反射され る。この現象を イ という。
- 1 ア：180° イ：全反射屈折角は最大でも90度までで、180度になることはありません。
- 2 ア：180° イ：乱反射角度も、乱反射という現象の名前も当てはまりません。
- 3 ア：90° イ：全反射屈折角が90度になるときの入射角が臨界角で、それを超えると全反射が起こります。
- 4 ア：90° イ：乱反射乱反射はでこぼこした面でいろいろな向きに反射する現象です。
この問題は問題の図（写真・図・表など）を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は3です。水から空気へ進む光は、入射角より屈折角のほうが大きくなります。入射角を大きくしていくと屈折角はさらに大きくなり、やがて屈折角が90度になって、光は境界面に沿う向きまで寝てしまいます。このときの入射角が臨界角です。入射角が臨界角を超えると屈折して出ていく光はなくなり、すべてが境界面で反射されます。この現象を全反射といいます。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00002.htm）を加工して作成