物理　光学　の範囲です。問題の答えは出るのですが、「右ページ下のはてなマークが書いてある、t0が最小到達時間であるから時間差は0でよい」の意味が理解できません。 うまく言い表せなくて申し訳ないのですが、教えてくださったら幸いです🙇‍♀️🙇‍♀️

***Exercise 図 を0, 上での光の屈折を考える. 点P (-1, y) から出た光は,原点Oで屈折し、点Q から 波に 制限時間20分 図のように、屈折率 n, の媒質I と屈折率 n2 の媒質Ⅱの境界上に軸をとり フェルマーの原理によるスネルの法則の導出 第1講 ② 2つの原理 PO' O'Q t= + C C 1 + 4x)² + 11 ² + 12 √(x² - 40)² + 1 2- y²² } n₁ 72 に達するとし, 線分OPとy軸のなす角を 01, 線分OQとy軸のなす角を62といて, 4æl, m1, 1, 2, y2に比べて極めて小さい値とし, tの近似値を求める . 2,y2 は正の定数であり, 0000290°である. 4ælを PO′= √(x + 4x)² + y² = √x₁² + y₁² + 2x₁ 4x + (Ax)² 2,y2に比べて極めて小さい値とし, 点O' (4x, 0) を定めれば, 光が点から小項の2乗 (4) は他の項に比べて極めて小さいので無視できる. Qに達する時間 t と, 光が点P から点0を経て点 Qに達する時間もと △t=t-toは0と見なせる. y Y1 Ax O' X2 → O PO√x²+y+2x4x = √x²+ y² ewton の1次近似より、 PO'≒2+y^ 1 + 1 2x4x 2m²+y/2 2x Ax x² + y² つくる (+) αの大きさが1に比べて 極めて小さい場合 (1+α) ≒ 1 + αβ 1 媒質 I x+y/i + AC √x₁² + y₁² Newton の1次近似 Qも同様に近似すれば, T2 媒質Ⅱ 'Q=(2-z)^2+y22≒ x2+222 Ax V2 ここで、 4t=t-to π2 -Y2 x1 ++ 4c+n2 Vπ22+y2 122+y24 (1) このことから、光の屈折におけるスネルの法則, n, sinQ=nsin2 を導け. (√x²+ y²+√x²+ y²) (2) π2 1 Ac Exercise Ans. At = m 2 2+yi + 光が点Pから点Oを経て点Qに達する時間to を求める. 三平方の定理より、 PO= = √√x₁ ² + y² ², OQ = √x²² + y²² が最小到達時間であるから, わずかに屈折点の位置をずらしても到達時間はさして変 わらないゆえに, 時間差4tは微小変位の値に依らず0でよい. 上式より, 真空中の光速度をcとすれば,媒質Iでの光速度は,媒質Ⅱでの光速度は一 21 2 =n2 112 2+ y VIz2+y2 て, ここで、入射角と屈折角の定義から, T2 PO OQ C C to = + = ± ± (m₁ √x² + y² + n₂ √x² + y² 1 2 sin 6 = sin02= n n2 同様に,光が点Pから点0′を経て点Qに達する時間tは, 以上より, スネルの法則 n, sin ₁ = n₂ sinė₂ が導かれた. 58 50 59

2番と3番です。 2 反射波の波面てなんですか。 3 点Pを通る波面てどう言う意味ですか。

(2) Aから30cm, 上から24cm となるような水面上の点Q (3) ABの中点M 2 図のように, 平面波が界面に入射するとき、 反射波の進行 方向と, 点Pを通る射波の波面をかけ。 入射波 3 図は媒質1から媒質2へ平面波が入射し, 境界面で屈折し たようすを示している。 このとき、入射角と屈折角は それぞれいくらか。 また, 点Pを通る波面をかけ。 30° A 4 波が媒質1から媒質2に進むとき,媒質1中の速さは 8.0 m/s,媒質2中の速さは5.0m/sであった。 30 P 質 1 B 60° 媒質2

カッコ5なんですけど最初自分写真のように解説とは違うやり方でやったんですがなんか答えが違うんですが なにか間違ってるところがあったら教えて欲しいです

媒質2 なる。 AD その山ある いは谷は, 2周期後どこまで移動するか。 移動 の軌跡を図に太い線で示せ。 (5) 一般に, A, B からの距離差が5.0cmの点は, どのような振動をするか。 また, それ らの点を連ねた曲線を図に細い線で示せ。 (6)線分AB上にできる定在波の腹はいくつあるか。また,これらの腹の位置の,点A からの距離を求めよ。 例題 27,150,151 148 波の屈折 図のように,媒質1と媒質2が境界面Aで,また媒質2と媒質3 が境界面Bで接している。媒質1から入射した平面波の一部が,境界面Aで屈折して媒 質2へ入っていく。 が屈折 図中の平行線は波の波面を表している。 媒質1における入射波の波長は 1.4cm,振動 数は50Hzである。 21.4 として計算せよ。 媒質1 45° (1)媒質1の中での波の速さは何cm/s か。 A Y (3)媒質2の中での波の波長は何cmか。 (2) 媒質1に対する媒質2の屈折率 n12 はいくらか。 媒質2 30° 質2 BC (4)媒質2の中での波の振動数は何Hz か。 (5) 媒質1に対する媒質3の屈折率 n13 を 0.70 とすると,媒質3 2に対する媒質3の屈折率 723 はいくらか。 例題 28,152

イの目と背びれの位置が反転して上下は反転しないのがどうしてか分かりません。どうして水を抜くと凸レンズと似たはたらきが無くなるのか、水があると凸レンズと同じような働きをするのかよく分かりません。

物理 問5 次の文章中の空欄 ア イに入れる語句の組合せとして最も適当な ものを、次ページの①~⑥のうちから一つ選べ。 7 水を満たした円筒の透明な容器 (コップレンズ)がある。 水を満たしたコップは 凸レンズと似た役割をする。図5(a)のように、魚の置物とコップレンズの中心軸 を結ぶ水平線上に, 観測者の目を置いて観察する。 以下では, 容器は十分に薄く、 厚さは無視できるものとする。 上 魚の目 尾ひれ 右 下 上 魚の目 尾ひれ 水を満たした円筒の容器 (コップレンズ) 左 右 観測者の目 図5 (a) 下 図5 (b) コップレンズを通して魚の置物を観察すると, 図5 (b) のように魚の目と尾ひれ の位置が反転している様子が観察できた。 これは光がコップレンズを通過すると きに屈折することが原因である。 図6(a) はコップを真上から見た様子であり,魚 の目の位置から出た光線 aは, コップレンズで屈折し、観測者の目に入る。魚 の目から出た光はさまざまな方向に広がるが,図6(b)に示した光線 bd のうち, 正しい光の進路が描かれているものとして最も適当なものは,図 6 (b) の である。 ア コップの水をすべて抜き空にすると,コップに水が満たされているときと比べ て イ 観察できる。 -68-

（5）が分からないです。

146. 波の屈折 図のように, 媒質1と媒質2が境界面Aで, また媒質2と媒質3 が境界面Bで接している。 媒質1から入射した平面波の一部が,境界面Aで屈折して媒 質2へ入っていく。 図中の平行線は波の波面を表している。 媒質1における入射波の波長は1.4cm, 振動 数は50Hz である。 √2=1.4 として計算せよ。 媒質1 (1) 媒質1の中での波の速さは何cm/sか。 (2) 媒質1に対する媒質2の屈折率 n 12 はいくらか。 (3) 媒質2の中での波の波長は何cmか。 (4) 媒質2の中での波の振動数fは何Hz か。 媒質に対する媒質3の屈折率 n を 0.70 とすると, 質2に対する媒質3の屈折率 n23 はいくらか。 媒質2 媒質3 30° 45 A B 例題 29,150

この問題の⑶で⑵を利用してこの式まで出せたのですが、sinをどう考えたらいいのかわかりません。 教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

光の屈折と反射 2 プリズム 2015岩手大前期 断面が三角形ABCからなるガラスでできたプリズムがある。 空気の屈折率を1として以下 の問いに答えよ。 図6のように、このプリズムのAB面上の点から単色光を入射したところ, AC面上の 点Pに到達した。 <BAC を [rad], この単色光におけるガラスの屈折率をm(n> 1), 点0に おける入射角と屈折角をそれぞれi [rad], [rad], 点Pにおける入射角と屈折角をそれぞれの [rad], $[rad]≥ L, 0<a<7, 0<i<² 0<i<このときを考える。 A CL B 図6 (1) 点0で屈折の法則から得られる関係式をn, i, r を用いて表せ。 (2) 点Pでの入射角を r, α を用いて表せ。 (3) 点Pにおける屈折角の正弦sinpをn, i, α を用いて表せ。 (4) いま、αがTrad であるとする。入射角iに関わらず点 Pで全反射しない屈折率nの条 4 件を記せ。 0 日

物理の波分野です。 どうして線を引いたところのような関係になるのですか？？ 納得したいです！

Da. Ae:媒質2での速さ, 波長 である Point! 入射角と屈折角 B 問 波の進行方向と波面は垂直であることから, 図アの ように,境界面の法線と波の進行方向がなす入射角。 屈折角は、それぞれ入射波の波面と境界面, 屈折波の 波面と境界面のなす角と等しい。 Poi 図アのように,波の入射角は45°,屈折角は20° で あるから,領城1に対する領域2の相対屈折率 n12 は, 図 屈折の法則より, し、 sin 45°01x0.xPsH 00a)×01X N12 ら見 ニ sin 20° X 状の 波面 領域1 質(ナ 法線 の境 波面 45° 45° い。 射し vi 波の進む向き 波の進む向き 02 する 20° お 領域2 20° Geg 図 ア 境界面

3が正解なのですが、1と３の区別の仕方を教えてください

(2)と(3)の問題がわかりません。 (2)の問題は ガラスの中から空気中にでる時の方が角度は大きくなるので、ウにしたのですが、答えはエでした。なぜですか。。？ (3)の問題は解き方がまずわかりません。 このような問題が出た時は、どう解けば良いですか。。？ 教えてください... 続きを読む