波動（知識）の問題

空気中に置いた焦点距離 $f$ の薄い凸レンズの光軸上で、レンズから $2f$ より遠い位置に、光軸に垂直に小さな物体を立てた。

このとき凸レンズによってできる像についての記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　像はレンズに対して物体と同じ側にでき、物体より小さい倒立の像である。
• イ　像はレンズに対して物体と反対側にでき、物体より大きい倒立の実像である。
• ウ　像はレンズに対して物体と反対側にでき、物体より小さい正立の実像である。
• エ　像はレンズに対して物体と反対側にでき、物体より小さい倒立の実像である。

空気中に置いた薄いレンズまたは球面鏡の光軸上に、光軸に垂直に立てた小さな物体を置き、その像を考える。物体は焦点の位置には置かないものとする。

レンズ・鏡によってできる像についての記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　凸レンズの焦点より外側（レンズから遠い側）に物体を置くと、レンズの後方に倒立の虚像ができる。
• イ　凸レンズの焦点より内側（レンズに近い側）に物体を置くと、物体と同じ側に、正立で物体より大きい実像ができる。
• ウ　凹レンズでは、物体をどの位置に置いても、物体と同じ側に、正立で物体より小さい虚像ができる。
• エ　凹面鏡の焦点より内側（鏡に近い側）に物体を置くと、鏡の後方に、倒立で物体より大きい虚像ができる。
• オ　凸面鏡では、物体をどの位置に置いても、鏡の後方に、正立で物体より大きい虚像ができる。

水中の点光源から、水面に向けてさまざまな向きに単色光を出す。水の屈折率は空気の屈折率より大きいので、光が水中から空気中へ進むとき、屈折角は入射角より大きくなる。

水面への入射角をしだいに大きくしていくと、屈折角も大きくなり、ある入射角で屈折角がちょうど $90^{\circ }$ になる。入射角をこの角度より大きくすると、空気中へ出ていく屈折光はなくなり、光はすべて水面で反射されるようになる。

このように、屈折角がちょうど $90^{\circ }$ になるときの入射角を何というか。漢字で答えよ。

太陽の白色光をガラスのプリズムに通すと、プリズムから出た光は赤から紫までの色の帯に分かれる。これは、ガラスの屈折率が光の波長（色）によってわずかに異なり、波長の短い紫色の光ほど大きく屈折するために起こる。

このように、屈折率が波長によって異なることで、いろいろな波長を含む光がそれぞれの波長（色）の光に分かれる現象を何というか。漢字 2 文字で答えよ。

水面を進む波の伝わり方は、次のように考えると説明できる。ある時刻の波面上の各点を新たな波源とみなすと、それぞれの点から、波の進む向きの前方に向かって、もとの波と同じ速さ・同じ振動数の球面状（水面では円形）の波が出る。少し時間がたった後の新しい波面は、これらの多数の小さな波に共通に接する面（包絡面）として得られる。この考え方をホイヘンスの原理といい、波の反射・屈折・回折のようすを説明するのに使われる。

ホイヘンスの原理において、波面上の各点を波源として出ると考える、この球面状の小さな波を何というか。漢字で答えよ。