問1 光の屈折について説明した次の文中の ア , イ に入る語句の組合せとして最…
(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。 図1 のようにチョークを入れた試験管を,何も入っていない空のビーカーの中に置いた。この ビーカーの中に水を注ぎ入れ,試験管やチョークの見え方を観察した。 ビーカー 試験管 チョーク 図1 ビーカーを横方向から観察すると,図2 のように試験管もチョークも見ることができた。次 に,上方向から観察すると,図3 のように試験管は見ることができたが,チョークを見ることは できなかった。 図2 図3
問1 光の屈折について説明した次の文中の ア , イ に入る語句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。
光を屈折率の大きい水やガラスから,屈折率の小さい空気へ入射させた場合,入射角より 屈折角の方が ア なる。したがって,光が水やガラスから空気へ進んでいるとき,入射 角を次第に イ すると,屈折角は90°に近づき,やがてすべての光が境界面で反射され る全反射が起こる。
- 1 ア:小さく イ:大きく屈折率の小さい側へ進むとき、屈折角は入射角より大きくなります。
- 2 ア:小さく イ:小さく屈折角の大小も、入射角の変え方も当てはまりません。
- 3 ア:大きく イ:大きく屈折角は入射角より大きくなり、入射角を大きくすると全反射に至ります。
- 4 ア:大きく イ:小さく入射角を小さくすると屈折角も小さくなり、全反射は起こりません。
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。光が屈折率の大きい水やガラスから屈折率の小さい空気へ進むとき、境界面で法線から遠ざかるように曲がるので、屈折角は入射角より大きくなります。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90度に近づきます。そして入射角が臨界角を超えると屈折して出ていく光がなくなり、すべてが境界面で反射される全反射が起こります。
出典:文部科学省ホームページ(https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00018.htm)を加工して作成