問3 図5 のように，赤色よりも波長が短い青色のレーザー光ｇ，ｈを用いて図4 と…
（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 図4 のように，水で満たされた円柱形水槽の中心Ｏを通るｘ軸に対して，平行になるように2 本の赤色のレーザー光ｅ，ｆを入射させると，レーザー光は屈折して点Ｆで交わるように進ん だ。ただし，レーザー光ｅ，ｆが，水槽と交わる点をそれぞれＡ，Ｂとする。 ｘ 赤色のレーザー光 ｅ ｆ Ａ Ｂ 図4
問3 図5 のように，赤色よりも波長が短い青色のレーザー光ｇ，ｈを用いて図4 と同様の実験 を行った。2 本の光線ｇ，ｈがｘ軸上で交わる点をＦ' としたとき，点Ｆと点Ｆ' の位置関係 とその理由を説明したものとして最も適切なものを，下の1 ～5 のうちから一つ選べ。
ｘ 青色のレーザー光 Ｆ ｇ ｈ Ａ Ｂ 図5
- 1 屈折率は光の波長が短いほど大きくなるため，点Ｆ' は点Ｆよりも右側にある。屈折率は正しいものの、集まる位置の向きが逆です。
- 2 屈折率は光の波長が短いほど大きくなるため，点Ｆ' は点Ｆよりも左側にある。波長が短いほど大きく曲がるので、手前で集まります。
- 3 屈折率は光の波長が短いほど小さくなるため，点Ｆ' は点Ｆよりも右側にある。波長が短いほど屈折率は大きくなるので、説明が逆です。
- 4 屈折率は光の波長が短いほど小さくなるため，点Ｆ' は点Ｆよりも左側にある。波長が短いほど屈折率は大きくなるので、説明が逆です。
- 5 屈折率は光の波長によらないため，点Ｆ' は点Ｆと同じ位置である。屈折率は波長によって変わるので、同じ位置にはなりません。
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2です。同じ物質でも屈折率は光の波長によって違い、波長が短い青い光ほど屈折率が大きくなります。屈折率が大きいほど大きく曲げられるので、青い光はレンズにより近いところで集まります。したがって、青い光が交わる点Ｆ′は、赤い光が交わる点Ｆより手前（左側）になります。虹ができるのも、この波長による違いによるものです。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00019.htm）を加工して作成