物理 光の屈折と全反射の問題です 2枚目の赤線の部分はどう求めますか

170 第3編■波 331 光の屈折と全反射 [リード C 図のような断面をもった屈 30° 折率√3のプリズムがある。 その1つの面に、図のように 空気中から60°の入射角で光を入射させた。 光の進路を図 60% 示せよ。 ただし, 全反射以外の反射光はかかなくてよい。 また, 屈折や全反射が起こる点での入射角, 屈折角, 反射角を図中に記入せよ。 なお, [鹿児島大 改] 空気の屈折率は 1 とする。 60° 例題62341

Pの部分ではなぜ屈折しないんですか？💦

358 プリズム 作図 空気中に図のような形を A したプリズム ABC がある。 このプリズムの面ABOM M に垂直に入射した光が進む経路を図示せよ。 空気の 屈折率を1, プリズムの屈折率を3とし、全反射間 以外の反射光は考えないとする。 30° C ➡1 B ヒント まず, プリズム中から空気中へ進むときの臨界角を求める。 tad

水がないと、Aの位置にガラス玉が見えますが、水がある状態でも、人は光が直進していると捉えるため、同じ位置に見えませんか？

? □のように,水面に対して斜めになるようにカメラを固定し て,水底に置いたガラス玉を撮影した。 図2は,そのカメラで 撮影した写真を模式的に示したものである。 次の問いに答えな さい。 ただし, 水底のガラス玉から反射した光は、 図1のように, 水と空気の境界面で折れ曲がって進み, カメラに入るものとす る。〈茨城県改〉 (1) 知識・理解 図1の角あの名称を書け。 ] (2)?思考 カメラをそのまま固定して,水がないときに撮 影すると, ガラス玉のうつる位置は水があるときに比べて どの方向にずれるか。 正しいものを図2のア~エから選べ。 図 1 カメラ 空気 水 ・入射角 ガラス玉 水底 図2 ア ↑ [ ] カメラの位置

空気中からプリズムにはいるときの臨界角は考えないのですか？

第3編 波 30° 331 光の屈折と全反射 図のような断面をもった屈 折率√3のプリズムがある。 その1つの面に、 図のように 空気中から60°の入射角で光を入射させた。 光の進路を図 60° 示せよ。 ただし、全反射以外の反射光はかかなくてよい。 また,屈折や全反射が起こる点での入射角,屈折角, 反射角を図中に記入せよ。 なお、 空気の屈折率は 1 とする。 [鹿児島大改] 例題 62,341 60°

この問題に関して質問です。 （ハ）の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか？ 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている｡ その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

どうして言い換えることができるのか教えていただけると嬉しいです😭🙇

To 2 (chi Mu= X2200W 010 t 2 n2 2. 2 1- ( 1² ) ² = √n²² -n²³² こす角より大きいと, 全反射が起こる。 ? +1!==! 341 21

この問題を教えてください

問題2 (音波ドップラー効果とうなり) 図1のように周波数 (=振動数) fo の音を出す 「音源」、音を完全に反射する ｢板｣､ そして「観測 者」 が一直線上に並んでいる。 以下では音源から直接観測者に到達する音を「直接音｣ 反射板で反 射してから観測者に到達する音を 「反射音」 と呼ぶ。 音源、 反射板、 観測者すべてが静止している とき､直接音と反射音の振動数はともに fo であり、 その結果観測者が聞く音にうなりは生じない。 音速の大きをVとして以下の空欄を埋めよ (以下では計算を簡単にする非現実的な状況を考える)。 (i) 反射板が静止した状態で、観測者が音源から速さ / V で遠ざかる場合､ 直接音の周波数は fo の (7) 倍であり、反射音の周波数はfの (8) 倍である。このとき観測者が聞く音のうなりの 周波数は fo の (9) 倍である。 (ii) 問題 (i) の状態で反射板が音源から速さ / V で遠ざかるとき、 反射音の周波数はfo の (10) 倍である (ヒント: 反射板を観測者だと思って、 反射板が受け取る音の周波数をまず考える)。 また このとき、観測者が聞く音のうなりの周波数はfo の (11) 倍である。 (ii) 音源と反射板が静止したままで、観測者が音源のほうに近づいたとき観測者が / のうなりを 聞いた。このとき観測者の速さはVの (12) 倍である。 観測者 反射板 fo 音源 Figure 1: 周波数 f の音を出す音源と完全反射板の間に観測者がいる。

ピンクの波線部がどうやったらできますか？

出題パターン 屈折率 n の媒質Aが屈折率 n の媒 質Bに囲まれた光ファイバーの断面図 がある。外側の空気の屈折率を1とし、P90-α n₁>n₂>13. (1) 図のように外側から入射角で光 が媒質Aに入射したとき, 屈折角α と入射角0との間の関係を求めよ。 北動と平行支党 (2) 媒質Aに入射した光は媒質Bとの境界面で一部が反射し一部が媒質B に入る。光が媒質Bに入るときの屈折角と角との間の関係を求めよ。 (3) 媒質Aに入った光は媒質Bとの境界面で全反射して, 媒質Bに入らな なん いための0が満たすべき条件を求めよ。 b.b 53 光ファイバー・全反射 空気 19 n.sinβ = n1.sin (90°-α) = nicosa 下かくしの積 「上かくしの積 n2sin90°= nicosa このとき①より 98 解答のポイント! 全反射がちょうど起こる屈折角=90° VINLOER! B 178 漆原の物理 波動 at a 解法 (1) 光の屈折の解法3ステップで解くI=200 STEP1 問題文の図の通り。 STEP2 P点での屈折の法則より (1) B B 15/01RJORAALOI 1sin0=nsina NHETE 右かくしの積左かくしの積 JEISMO T&T**© ¶ smart (2) Q点での屈折の法則 (入射角が90° -α であることに注意)より, XA 2② 答 nie^ = nie. I NICOSα = n2 (3) このように、全反射する条件を問う問題では,まず,「ギリギリちょうど全 反射する条件」を等式で求めると, とっつきやすい。 Q点で, 全反射がちょうど起こるとき<屈折角β=90° ②, TAO TREATS T-S 3 b=instb-AO sine=nsina=√n²-(nicosa)"=√²-n² (③より) (4) ここで、④のよりも小さいであれば、より水平に近く Q点に入射でき, 必ず全反射して光は媒質Bに入らないので, 求める条件は, sine<√n²-n2²

(3)の問題の解き方として、ガラスから空気中へ光が進むときに全反射が起こらないような角を求めると思うのですが、水中からガラスへ入るときに全反射する可能性を考えないのは何故でしょうか？ 解説よろしくお願いします！

一定の厚さのガラス板が水面上に 395. 屈折と臨界角 置かれている。水の屈折率を15,ガラスの屈折率を 2/2, 3 空気の屈折率を1として,次の各問に答えよ。 なお、答ガラス えは分数のままでよい。 (1) 水に対するガラスの屈折率はいくらか。 (2) ガラスから空気中に光が進むときの臨界角を 6c と すると, sinc の値はいくらか。 (3) 水中からガラスに入射する光の入射角を 0 とする。 光が空気中へ透過するため は、sin の値の範囲がいくらであればよいか。 空気 水 屈折率 3/24 sepreser 屈折率 4

全反射するsinαの範囲を求める問4について質問です。油と空気の間で全反射するために、 (ⅰ)水→油で全反射しない (ⅱ)油→空気で全反射する という2段階で考える必要があると考えたのですが、解答にはそもそもαは90°未満だからsinα＜1と書いてありました。 1/n1＜s... 続きを読む

問2 sina, の値はいくらか。 n, を用いて答えよ。(3点) がつく 空気(1) 次に,水槽の水の上に屈折率 n,の油を静かに注ぎ込み, 図2のよ うに,水の層の上に一定の厚さの油の層をつくった。このとき, Sか ら出た光は,水と油の境界面,および, 油と空気の境界面で屈折して 空気中へと出ていった。 油(n2) ひ2 水(n) a: 光源S 問3 水と油の境界面での光の屈折について述べた次の文章中の空欄 に適する式を答えよ。(各2点計8点) 図 2 4 水中,油中,空気中での光の速さをそれぞれひ,ひs, cとして, ひぃ V2を c, n, n のうちから必要なものを用いて表すと 1=| 1 となる。よって, 水に対する油の相対屈折率 np を, n, ngを用いて表すと 02= 2 01 N12 3 02 となる。また,水に対する油の相対屈折率 n,2は, 水と油の境界面への光の入射角aと 屈折角yを用いて表すと, 12=| 4 とも表されることから 3 の関係が成り立つことがわかる。 4 三 (難問 問4 Sから出た光が油と空気の境界面で全反射して空気中に進まないための sina の値の範囲を,n,, n2, 1 のうち必要なものを用いて答えよ。(3点)