問2 図2 のように,単色光を白色光に変えたところ,プリズムの下に置かれたスクリ…
(1 ・2 のどちらか1 題を選び解答する) 光の性質について,問1 ~問5 に答えよ。
問2 図2 のように,単色光を白色光に変えたところ,プリズムの下に置かれたスクリーンにス ペクトルが現れた。光が分散を始める位置と,スペクトルのうち赤色が現れた位置の組合せ として最も適切なものを,下の1 ~4 のうちから一つ選べ。ただし,図中の点A,点Bは 図1 と同じ位置を示す。
薄い金属フィルム スペクトルが 現れた領域 白色光 左側 右側 プリズム スクリーン 図2 光が分散を 始める位置
- 1 スペクトルのうち:A と B 赤色が現れた位置:左側Aは反射しているだけなので分散は起こりません。また赤色は曲がり方が最も小さい色です。
- 2 スペクトルのうち:A と B 赤色が現れた位置:右側赤色の位置は正しいのですが、分散が始まるのは屈折しているBの位置だけです。
- 3 スペクトルのうち:B 赤色が現れた位置:左側分散の位置は正しいのですが、波長の長い赤色は最も曲がりにくいため左側にはなりません。
- 4 スペクトルのうち:B 赤色が現れた位置:右側分散は屈折するBで起こり、波長が長く最も曲がりにくい赤色が右側に現れます。
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4です。光の分散は、屈折するときに色によって曲がり方が違うために起こります。Aは金属フィルムの面で反射しているだけなので分散は起こらず、屈折しているBの位置で分散が始まります。また、光の波長が長いほど屈折の度合いは小さくなります。赤色は可視光線の中で最も波長が長いため、最も曲がりが小さく、紫色に比べて外側へ大きく振れません。図の向きでは曲がりの小さい赤色が右側に現れることになります。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00010.htm)を加工して作成