内視鏡検査は体腔内を直接目視できる検査法であり、内視鏡には光量の損失なしに光を体…
52 歳男性。4 月の定期健診で便潜血陽性と判定され、5 月上旬にＡ市立病院消化器外科を受診した。その結果、大腸がんの疑いで全大腸内視鏡検査を5 月下旬に受けることになった。検査の前処置を自宅で行うため前投薬として以下の処方1 及び2 の薬剤が処方され、薬剤師が服薬指導を行った。診療録より 10 年前から糖尿病でインスリンの自己皮下注射（1 回2 単位、1 日3 回食前）をしていることが分かった。（処方1 ）ピコスルファート Na 経口液 0.75％ 10 mL 1 回1 本1 本を検査前日の夕食後に服用（処方2 ）ニフレック配合内用剤（注） 1 袋1 袋に水2 L を加えて溶解し、検査当日の7 時から1 L/h の速度で服用注：1 袋中、塩化ナトリウム 2.93 g、塩化カリウム 1.485 g、炭酸水素ナトリウム 3.37 g、無水硫酸ナトリウム 11.37 g、その他マクロゴール 4000（ポリエチレングリコール 4000）など数種類の添加剤を含む。
内視鏡検査は体腔内を直接目視できる検査法であり、内視鏡には光量の損失なしに光を体腔内に導くために光ファイバーを用いている。光ファイバーは図1 のように中心部（コア）とその周囲を覆う外周部（クラッド）からなる構造をしており、両者の屈折率が異なることによる境界面での全反射を利用して光を伝搬する。いま、異なる屈折率の媒質1 と2 の境界面における光の屈折を図2 のように考えるとき、屈折に関する記述として正しいのはどれか。２つ選べ。ただし、図2 において媒質1 と2 の屈折率をそれぞれ n1 と n2、入射角を θi、屈折角を θr とする。
- ⑴ 屈折率は媒質の誘電率と光の波長に関係する。屈折率は媒質の誘電率と関係し、光の波長によっても異なる値を示します。
- ⑵ 媒質1 中の光の速さは媒質2 中よりも速い。光の速さは屈折率に反比例します。図2の屈折の関係からは、媒質1中の光の方が速いとはいえません。
- ⑶ コアの屈折率を nA、クラッドの屈折率を nB とすると、nA ＞ nB である。全反射は屈折率の大きい媒質から小さい媒質へ光が進むときに起こるため、コアの屈折率はクラッドより大きくなります。
- ⑷ n1 sin θr ＝ n2 sin θi が成り立つ。スネルの法則はn1 sin θi＝n2 sin θrであり、入射角と屈折角の対応が逆になっています。
- ⑸ 媒質2 から θr より大きい入射角で光を入射すると媒質1 の屈折角は θi より小さくなる。光の進路は可逆的なので、媒質2からθrより大きい入射角で入射すると、媒質1の屈折角はθiより大きくなります。
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⑴と⑶です。屈折率は媒質中の光の速さに対する真空中の光の速さの比で、媒質の誘電率（比誘電率の平方根）と関係し、光の波長によっても変化します（分散）。光ファイバーでは、屈折率の大きいコアから小さいクラッドへ光が進むときに、臨界角以上の入射角で全反射が起こるため、nA＞nBとなっています。屈折の法則（スネルの法則）はn1 sin θi＝n2 sin θrで表されます。光の進路は逆向きにもたどれるため、媒質2から大きな角度で入射すると媒質1の屈折角も大きくなります。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198929.html）を加工して作成