波動（知識）の問題

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。

空気中に置いた薄い凸レンズの光軸上で、レンズと焦点の間（レンズから焦点距離より近い位置）に、光軸に垂直に小さな物体を立てた。物体と反対側からレンズをのぞくと、物体と同じ向きの、物体より大きな像が見えた。

このとき、物体の 1 点から出てレンズを通過した光は、レンズの後方で 1 点に集まらずに広がって進む。そのため、この像の位置にスクリーンを置いても像はうつらない。像は、レンズを通過した光を逆向きに延長した線が交わる点に、そこから光が出ているように見えることでできている。

このように、実際の光が集まってできたものではなく、光が出てくるように見えるだけの点の集まりとしてできる像を何というか。漢字で答えよ。

屈折率 $1.50$ のガラスと屈折率 $1.33$ の水が、平らな境界面で接している。この境界面に単色光を当てる。

境界面で光が全反射するのはどのような場合か。最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　光が水中からガラス中へ進もうとし、入射角が臨界角より大きいとき
• イ　光がガラス中から水中へ進もうとし、入射角が臨界角より小さいとき
• ウ　光がガラス中から水中へ進もうとし、入射角が臨界角より大きいとき
• エ　光が水中からガラス中へ進もうとし、入射角が臨界角より小さいとき

水平に張った十分に長いひもの左端を、一定の振動数で上下に単振動させたところ、ひもを右向きに進む正弦波ができた。ただし、波は減衰せずに進むものとする。

この波について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　隣り合う山と山の間隔を、この波の振幅という。
• イ　この波の振幅は、山の頂上と谷の底の高さの差に等しい。
• ウ　ひもの各点は波の進む向きと同じ向きに振動するので、この波は縦波である。
• エ　ひもの各点が 1 回振動する間に、波は 1 波長だけ進む。

水面上の 2 点 ${\mathrm{S}}_1$, ${\mathrm{S}}_2$ を波源として、同じ振幅・同じ振動数で、つねに同位相で振動させ、水面に円形の波を広げた。ただし、波は減衰せずに進み、水面の波の波長はどこでも同じであるものとする。

水面上の点での波の干渉について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　${\mathrm{S}}_1$ からの距離と ${\mathrm{S}}_2$ からの距離の差が波長の整数倍である点では、2 つの波は弱め合う。
• イ　${\mathrm{S}}_1$ からの距離と ${\mathrm{S}}_2$ からの距離の差が半波長の奇数倍である点では、2 つの波は強め合う。
• ウ　${\mathrm{S}}_1$ からの距離と ${\mathrm{S}}_2$ からの距離が等しい点では、2 つの波は強め合う。
• エ　2 つの波が強め合う点では、水面はつねに静止している。