中学理科演習問題「光の反射と屈折」

中学理科演習問題「光の反射と屈折」です。

光の反射と屈折

光がどのように進むのかを調べるために、下の図１、図２のように光を空気中から水中へ、水中から空気中へ進ませる実験を行った。これについて、以下の各問いに答えよ。

（1）図１で光が水面から50°の角度で入射した。このあと、光の一部は水面で反射して進み、一部は水中に進んでいった。このときの反射角の大きさは何度か。

（2）図１で、光が空気と水の境界面で折れ曲がる現象を何というか。

（3）図１で、水中に進んだ光はどの経路をとると考えられるか。一つ選び、記号で答えよ。

（4）図２は、光を水中から空気中に進ませたときのようすを表している。このあと、光の一部は境界面で反射して進んだが、一部は空気中に進んでいった。空気中に進んだ光の経路として考えられるものを一つ選び、記号で答えよ。

（5）図２で、光をXの位置から境界面に入射させたところ、空気中に進む光が見られなくなった。この現象を何というか。また、この現象を利用したものとして正しいものを、下のア～エから一つ選び、記号で答えよ。
ア　凸レンズ　　イ　カメラ　　ウ　光ファイバー　　エ　蛍光灯

（1）40°

ひっかけ問題です。図1を見てみると50°という表記がありますが、入射角は空気と水の境界面に立てた垂線から測りますので40°になります。反射の法則により反射角も40°となります。

（2）光の屈折

光は、同じ物質中を直進しますが、異なる物質に進む場合、境界面で折れ曲がります。これを光の屈折といいます。

（3）ｂ

光の屈折の方向を問う問題です。光が空気中から水中に進む場合、入射角よりも屈折角の方が小さくなります。したがって答えはｂとなります。

（4）ｄ

光が水中から空気中に進む場合、入射角よりも屈折角の方が大きくなります。したがって答えはｄとなります。

（5）現象：全反射　記号：ウ

光が水中から空気中に進む場合、入射角がある角度よりも大きくなると、境界面で屈折する光がなくなりすべて反射する現象がおこります。これを全反射といいます。光ファイバーは、この全反射を利用した道具で、インターネットなどに活用されています。