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以下の問の答を記入せよ。
図1に示すように、屈折率 n(n, 1), 厚み Dの透明な樹脂の一方の面に平坦な金属の
板を接着し, 金属をつけていない方の面に, 屈折率 n の半円柱状のガラスを密着させた。
このときレーザー光線をガラス表面に垂直に, 0点を通るように入射させる。 ガラスと樹脂
の境界面に角度iで入射したレーザー光線は,角度rで屈折した後,光線は金属面で反射し
樹脂と空気の境界面上のP点から角度0で出ていった。空気の屈折率を1として,以下の
問に答えよ。
ガラス
N2
樹脂 D
N1
図 1
問1 屈折率 n を,n, i, rを用いて表せ。
レーザー光線が0点を通過するようにしたまま, 角度iを大きくしていくと, ちょうど
i=icのとき,P点で全反射が起こった。 また,このとき OPの長さはLだった。
JR
問2 屈折率n を, ic を用いて表せ。
問3 屈折率を,LとDを用いて表せ。
問4 ガラスの材質を変えて屈折率n が変化しても,角度を調節することにより,P点
で全反射が起こるようにしたい。 これが可能であるための必要十分条件を、次の(イ)~(ホ)
の中から一つ選べ。
(イ)
n2 >n1
(口) n < ni
(ハ) n2=n1
(二) n2 >1
(ホ) n2 1
