波動（知識）の問題

光の性質について述べた文として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　光が空気中からガラス中に入ると、光の速さは小さくなり、波長は短くなるが、振動数は変わらない。
• イ　晴れた日の空が青く見えるのは、太陽光が大気中の分子などによって散乱されるとき、波長の短い青い光ほど強く散乱されるためである。
• ウ　真空中での光の速さは光の色（波長）によって異なり、赤色の光は紫色の光より速く進む。
• エ　自然光を偏光板に通すと偏光が得られるのは、光が横波であるためである。
• オ　光ファイバーは、屈折率の大きい中心部と屈折率の小さい周辺部の境界で、光が全反射をくり返して進むことを利用している。

ホイヘンスの原理と、波の反射・屈折・回折について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、波は同じ媒質の中では一定の速さで進むものとする。

• ア　平面波が平らな境界面で反射するとき、反射角は入射角よりつねに大きくなる。
• イ　ホイヘンスの原理では、波面上の各点から出る素元波は、同じ媒質中でももとの波とは異なる速さで広がると考える。
• ウ　すき間を通過する波の回折は、すき間の幅に比べて波長が短いほど目立つ。
• エ　波が媒質 1 から媒質 2 へ屈折して進むとき、振動数は変わらず、波長は各媒質での波の速さに比例する。
• オ　波が速さの大きい媒質から速さの小さい媒質へ斜めに進むとき、屈折角は入射角より大きくなる。

太陽光や電球の光では、光の進む向きに垂直な面内での電場の振動の向きが、あらゆる方向にわたっている。この光を、進む向きに垂直な面内の特定の 1 つの方向に振動する光だけを通す薄い板 P に通した。P を通り抜けた光の進路上に、P と同じ性質をもつ板 Q を P と平行に置き、光の進む向きを軸として Q だけをゆっくり回転させた。すると、Q を通り抜けた光は明るくなったり暗くなったりをくり返し、P と Q の向きが $90^{\circ }$ ずれたところでほとんど見えなくなった。

この実験から、P を通り抜けた光は、進む向きに垂直な面内の特定の 1 つの方向にだけ振動していることがわかる。また、このような現象が起こることは、光が横波であることの根拠になっている。

P を通り抜けた光のように、振動の方向が特定の方向にかたよった光を何というか。漢字で答えよ。

波の重ね合わせ・干渉・定常波と、波の反射について述べた文として誤っているものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、波は一定の速さで減衰せずに進むものとする。

• ア　自由端で波が反射するとき、入射波の山は山のまま反射し、自由端は入射波と反射波が重なってできる定常波の節になる。
• イ　2 つのパルス波が重なり合ったあと離れると、それぞれのパルス波は重なる前と同じ形・同じ速さで進んでいく。
• ウ　振幅・波長・速さが等しく、互いに逆向きに進む 2 つの正弦波が重なってできる定常波では、隣り合う節と節の間隔はもとの波の波長の半分である。
• エ　固定端で波が反射するとき、反射波は入射波に対して位相が $\pi$ ずれ（山は谷になって反射し）、固定端は定常波の節になる。
• オ　水面上の 2 つの波源から、同じ振幅・同じ波長の波が同位相で出ているとき、2 つの波源からの距離の差が波長の整数倍となる点では、波は強め合う。

$x$ 軸に沿って並んだ媒質の各点が $x$ 軸方向に振動する縦波（正弦波）が、$x$ 軸の正の向きに進んでいる。ある時刻に、各点の $x$ 軸方向の変位を、$x$ 軸の正の向きの変位は $y$ 軸の正の向きに、負の向きの変位は $y$ 軸の負の向きに置きかえて、横波のような $y$-$x$ グラフに表した。

このグラフで、変位が $0$ であり、そこを通って $x$ が増加すると変位が正から負に変わる点を P とする。点 P のすぐ左側（$x$ が小さい側）の媒質は $x$ 軸の正の向きに、すぐ右側の媒質は $x$ 軸の負の向きに変位しているので、点 P は縦波の【 a 】の部分の中心になっている。また、この時刻に点 P の媒質は、【 b 】に、その振動の中で最も大きい速さで動いている。

文中の空欄【 a 】・【 b 】に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。