高校物理「波動」ガラスが水面上に置かれているとき�B

高校物理「波動」ガラスが水面上に置かれているとき�B

◆問題

一定の厚さのガラスが水面上に置かれている。水の屈折率を４／３，ガラスの屈折率を３／２として次の問いに答えよ。

(1) 水に対するガラスの屈折率を求めよ。

(2) ガラスから空気中へ光が進むときの臨界角をθcとして、ｓｉｎθcの値を求めよ。

(3) 水中からガラスへ入射する光の入射角をθ1とする。光がガラスを通過して空気中に出るためのｓｉｎθ1の範囲を求めよ。


この記事では(3)を解説します。


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◆解説

(2)より、ガラスと空気の境界面ではｓｉｎθc＝２／３です。

このときθ1がいくつになるかを考える。という方針です。

(1)より、水に対するガラスの屈折率は９／８なので、屈折の公式より

ｓｉｎθ1／ｓｉｎθc＝９／８

これを計算すると、

ｓｉｎθ1＝(９／８)ｓｉｎθc
　　　　＝(９／８)×(２／３)
　　　　＝３／４

境界面に対して垂直に近いほど、つまり、入射角が小さいほど光はまっすぐ通過していくので、サインの値はこのときよりも小さいと光は空気中に出て行くと考えられます。
よって、

０≦ｓｉｎθ1＜３／４


この問題の最初に戻る→(1) 水に対するガラスの屈折率を求めよ。


◆関連項目
屈折、全反射
波動まとめ


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中学英語「助動詞(疑問文)」We should leave...

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突き進み、「よくわからないけど、なんとなく」で終わってしまったという経験を
お持ちの方も多いと思います。

そんな人でも最後までやり切ることができるようにしたいと思って執筆しました。

まずはこの記事で、雰囲気をつかんでください。
そしてもし気に入っていただけたら、書籍もご利用いただければ幸いです。

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[Question]
次の英文を疑問文に直してください。

38　We should leave here now.


[words]
should：〜すべき leave：立ち去る
here：ここを


見開き２ページで１単元としています。
１ページ目にはこのように、問題とその文に登場する語句を掲載しています。


解答解説はお知らせの下へ！

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[point]
助動詞は動詞の直前に入って、動詞の意味を補う言葉で、動詞は必ず原形になります。助動詞の文の疑問文は、助動詞を主語の前に移動し、文尾に？をつけるだけです。


[Answer]
38　Should we leave here now?
　　「私たちは今ここを立ち去るべきですか？」


２ページ目にはこのように、文法のポイントと解答、英文の和訳を掲載しています。

問題・語句から解答解説まで２ページで１セットとなっていて、あちこちの
ページを行ったり来たりしなくても、一通りのことが完結するようにしました。
これで「めんどくさいと寝ちゃう人」でも、やり切ることができるはずです！


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今回の問題は、

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高校物理「波動」ガラスが水面上に置かれているとき�A

高校物理「波動」ガラスが水面上に置かれているとき�A

◆問題

一定の厚さのガラスが水面上に置かれている。水の屈折率を４／３，ガラスの屈折率を３／２として次の問いに答えよ。

(1) 水に対するガラスの屈折率を求めよ。

(2) ガラスから空気中へ光が進むときの臨界角をθcとして、ｓｉｎθcの値を求めよ。


この記事では(2)を解説します。


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◆解説

臨界角とは全反射がおこるギリギリの入射角のことです。

屈折率の公式より

ｓｉｎθ1／ｓｉｎθ2＝ｎ2／ｎ1

なので、これに適切な値を代入していきます。
入射角はθc，臨界角のときは屈折角が９０°です。
ガラスの屈折率は問題文より３／２，空気の屈折率は通常は１です。
よって、

ｓｉｎθc／ｓｉｎ９０°＝１／(３／２)

ｓｉｎ９０°＝１だから、

ｓｉｎθc＝１／(３／２)＝２／３


次の問題→ガラスと空気の境界面で全反射が起こらない条件


◆関連項目
屈折、全反射
波動まとめ


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