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理科 中学生

(b)から(3)まで全て教えて欲しいです😭😭 こたえは写真のようになりました

GCB 次の実験について, あとの各問いに答えなさい。 〈実験〉 光の進み方を調べるため, 光源装置, スリット台, 半円形レンズ, 全円分度器 (360°の目盛りが示されてい る円形の分度器) を用いて, 水平な机の上で,次の ①~ ③の実験を行った。 ① 図1のように, スリット台の上 に,全円分度器, 半円形レンズを置 き, 光源装置から 半円形レンズの中 心に向かって光を 当て, 光の進み方 を調べた。 ただし, 半円形レンズの中 心は、全円分度器 の中心に重ね合わせて置いてある。 図の点線------ は, 半円形レンズの平らな側面に垂直な直線を半円形レン ズの中心を通るように引いたものであり,この点線と 光の道すじがなす角を角A, 角Bとした。 角Aの大き さを変化させて, 角Bの大きさを調べ, その結果を表 にまとめた。 (= 図1 光の道すじ 光源装置 半円形レンズの中心 図2 光源装置、 角A[°] 010 20 30 40 50 60 角B [°] 0 7 13 1925 30 35 図2は、図1の 半円形レンズと全 円分度器と光の道 すじを真上から見 たようすを模式的 に示したものである。 ただし, 全円分度器には, 10° 間隔に目盛りが示してある。 ② 次に、半円形レンズの曲面側からレンズの中心に向 かって光を当てた。 図3は, そのときの半円形レンズ と全円分度器とレ 図3 ンズの中心までの 光の道すじを真上 から見たようすを 模式的に示したも のである。 図3の状態か ら, 半円形レンズ を時計回りに10° ずつ回転させ、光 の道すじを調べた ところ, 図4のよ 光の道すじ 光源装置、 光の道すじ 図4 光源装置 全円分度器 平らな 側面 光の道すじ 旺文社 2023 全国高校入試問題正解 スリット台 半円形 (全円分度器の中心) レンズ ■■■ 全円分度器 半円形 レンズ 半円形 レンズ 全円分度器 半円形 レンズ 全円分度器 (3 2 [C 白 に (

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物理 高校生

なぜ⑴では空気の屈折率を文字で置いてるのに、⑷は屈折率1で考えてるのか教えてください。

|30| 光通信などに使用される光ファイバーでは、光の全反射現象などが利用されている。 その原 理を図のような円柱状媒質のモデルで考えよう。 円柱の中心軸からある半径までの部分は屈折 率(絶対屈折率nの媒質Iであり,その外側は屈折率nの媒質ⅡIである。円柱の端面は中心 軸と垂直であり、図は,円柱の中心軸を通る平面で切った断面図である。 この平面内で , 空気 中から円柱の端面の中心点Aに入射角で入ってくる光が, 屈折して円柱内に入り, その後ど のように伝わるかを調べる。 屈折率の間には、 常に nnn (no は空気の屈折率) という 関係があるものとして, 以下の設問に答えよ。 (1) 光が媒質I と媒質ⅡIの境界面で全反射をして, 媒質Iの中だけを伝わるためには,入射角 はどのような条件を満たせばよいか。 sin0 についての不等式で示せ。 (2) 屈折率の大きさによっては,入射角をどのように選んでも光が媒質 ⅡIの中に入れないこ とがある。 そのようなことが起こらずに, 光が媒質ⅡIの中にも入ることができるためには, 屈折率の間にどのような関係があればよいか。 (3) 屈折率の間に設問 (2)で求めた関係がある場合, 光が媒質ⅡIの中には入るが円柱の外には出 ないためには,入射角0はどのような条件を満たせばよいか。 (4) 光が点Aに入射角で入射し, 媒質Iの中を全反射しながら光ファイバーの長さの方向 に距離だけ進む時間を求めよ。 ただし, 真空中での光速度をcとする。 空気 no 0 A no N2 "n₁" n2 空気 媒質 ⅡI -媒質Ⅰ 媒質 Ⅱ

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