問3 図4 のように,床に置いたスクリーンを平面鏡に変えると,光は反射して床と平…
(1 ・2 のどちらか1 題を選び解答する) 光の性質とその利用について,問1 ~問5 に答えよ。 図1 のように,白色光を水の入った直方体の水槽に斜め上方からスリットを通して,床に置い たスクリーンに当てた。図2 は,それを真横から見たようすを表したものである。水面に当たっ た白色光の一部は水中を通過し,さらに水中から空気中へ進み,床に置いたスクリーンに達し た。このときスクリーンに帯状の光が映った。 白色光 スリット P Q 水槽 スクリーン 帯状の光 白色光 スリット P Q 水槽 スクリーン 図1 図2
問3 図4 のように,床に置いたスクリーンを平面鏡に変えると,光は反射して床と平行な天井 に届いた。この光の進み方について説明した次の文中の C , D に入る語句の組 合せとして正しいものを,下の1 ~4 のうちから一つ選べ。
白色光 反射光 スリット 水槽 平面鏡 Q P 図4 帯状の光のうち,Pで反射する光の反射角は,Qで反射する光の反射角よりも C 。 そのため,平面鏡で反射して天井に届いた帯状の光の幅は,図1 の帯状の光の幅よりも D なる。
- 1 C:大きい D:広くPに当たる光の入射角はQより小さいので、反射角も小さくなります。
- 2 C:大きい D:狭く角度の大小も、帯の幅の変化も当てはまりません。
- 3 C:小さい D:広くPの反射角はQより小さく、さらに進むぶん天井での帯の幅は広くなります。
- 4 C:小さい D:狭く反射後も光は広がりながら進むので、帯の幅は狭くなりません。
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。平面鏡では入射角と反射角が等しくなります。帯状の光は少し広がりながら進んでいるので、鏡に当たる位置によって入射角が異なり、図のPに当たる光の入射角はQに当たる光より小さく、したがって反射角も小さくなります。反射した後も光はさらに進むため、天井に届いたときの帯の幅は、鏡の手前で見たときより広くなります。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00003.htm)を加工して作成