問2 図3 のように，半円形ガラスの中点Ｏを通るようにレーザー光を入射させる実験…
（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2 種類の形状のガラスと，ガラス製の円柱形の水槽を用いて光の実験を行った。水槽の ガラスの厚さは無視でき，水で満たされている。また，ガラスと水の屈折率は空気の屈折率より も大きいものとする。 直方形ガラス 半円形ガラス 円柱形水槽 図1
問2 図3 のように，半円形ガラスの中点Ｏを通るようにレーザー光を入射させる実験を行っ た。最初に，ガラスと空気の境界面Ｘ‒Ｏ‒Ｙに対して垂直になるように，レーザー光をａか ら入射させた。その後，レーザー光をａからｄに向かって入射角が大きくなるようにしてい くと，ｃから入射したときに初めて空気中を進む屈折光が見られなくなった。この現象に関 する下の文中の ア ウ に入る語句の組合せとして最も適切なものを，下の1 ～ 8 のうちから一つ選べ。
ａ ｂ ｄ Ｏ Ｘ Ｙ 図3 レーザー光をａから入射させたとき，境界面Ｘ‒Ｏ‒Ｙで光は ア 。レーザー光をｂか ら入射させたとき，境界面Ｘ‒Ｏ‒Ｙで光は イ 。レーザー光をｄから入射させたときは ウ 。
- 1 ア：屈折して進む イ：屈折しかしない ウ：屈折光は見られない垂直に入射した光は屈折せず直進し、またｂでは反射も起こります。
- 2 ア：屈折して進む イ：屈折しかしない ウ：再び屈折光が見られるｄは臨界角を超えているので、屈折光は再び見られません。
- 3 ア：屈折して進む イ：屈折も反射もする ウ：屈折光は見られないａは垂直入射なので、屈折して進むことはありません。
- 4 ア：屈折して進む イ：屈折も反射もする ウ：再び屈折光が見られるａの進み方も、ｄで屈折光が見られるという点も当てはまりません。
- 5 ア：直進する イ：屈折しかしない ウ：屈折光は見られないｂでは屈折だけでなく反射も同時に起こります。
- 6 ア：直進する イ：屈折しかしない ウ：再び屈折光が見られるｂの説明も、ｄで屈折光が見られるという点も当てはまりません。
- 7 ア：直進する イ：屈折も反射もする ウ：屈折光は見られない垂直入射のａは直進、ｂは屈折と反射、臨界角を超えたｄは全反射になります。
- 8 ア：直進する イ：屈折も反射もする ウ：再び屈折光が見られるｄは臨界角より大きいので、屈折光は見られません。
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7です。ａは境界面に垂直に入射しているので、光は曲がらずそのまま直進します。ｂは斜めに入射するので、一部は屈折して空気中へ出ていき、残りは境界面で反射します。屈折と反射は同時に起こる点が大切です。そしてｃで初めて屈折光が見えなくなったということは、ｃが臨界角にあたるので、それより入射角の大きいｄでは全反射となり、屈折光は見られません。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00019.htm）を加工して作成