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。
この問題で使うもの
- 光の屈折率・全反射・分散（説明と入口の問題）
- 光の散乱・偏光・スペクトル（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（6 技能）
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右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
光の速さ・屈折・散乱・偏光・全反射について、教科書の基本事項を 1 つずつ思い出そう。
ヒント 2
光の色によって速さが変わるのは、どんな場所を進むときだろうか。分散が起こる理由を考えよう。
ヒント 3
ア・オは屈折と全反射、イは散乱、エは偏光についての記述である。残る 1 つの記述で「どこを進む光か」に注目しよう。
答えと解説
答えを見る
ウ
どこでつまずきましたか？（選ぶと、戻る場所を案内します）
解説を読む
正解はウ。
真空中での光の速さは、光の色（波長・振動数）によらず一定で、約 である。色によって速さが異なるのはガラスや水などの媒質の中であり（屈折率が波長によって異なるため分散が起こる）、真空中ではない。よってウは誤り。
ほかの選択肢が正しい理由:
- ア: 屈折率 の媒質中では、光の速さは真空中の 倍になる。振動数は光源で決まり変わらないので、 より波長も短くなる。
- イ: 大気中の分子などによる散乱では、波長の短い光ほど強く散乱される。そのため、青い光が空全体に散らばり、空が青く見える。
- エ: 偏光板は特定の方向に振動する光だけを通す。振動方向が進行方向に垂直な横波だから偏光が起こる（縦波では偏光は起こらない）。
- オ: 光ファイバーでは、屈折率の大きい中心部から屈折率の小さい周辺部へ光が臨界角より大きい入射角で当たるので、全反射をくり返して光が減衰しにくく遠くまで伝わる。
別解
誤っているものを選ぶ。各選択肢を確かめる。
ア: 屈折率 の媒質中で光の速さは 、波長は になり、どちらも小さくなるが、振動数は媒質によらず変わらない。正しい。
イ: 大気中の分子による散乱（レーリー散乱）は波長が短い光ほど強く、青い光が空全体に散乱されるので空は青く見える。正しい。
ウ: 真空中の光の速さは、光の色（波長）によらず一定で である。赤色の光が紫色の光より速いとするのは誤り（速さが色で異なるのは媒質中の話）。誤り。
エ: 偏光は横波に特有の現象で、偏光板を通して振動方向がそろった光が得られるのは、光が横波であるためである。正しい。
オ: 光ファイバーは、屈折率の大きいコアと小さいクラッドの境界での全反射を利用して光を伝える。正しい。
誤っているものはウ。