物理Iです。「全反射が起こるのは

質問

波がより速く伝わる媒質に向かうとき」ということらしいのですが、その媒質の例を教えてください。

ご回答宜しくお願いします。

回答No.1

Quarks · ベストアンサー

波が伝わる速さｖは、媒質の屈折率ｎや波長λと、密接な関係が有ります。
媒質Iでの、波の速さｖ1，屈折率ｎ1，波長λ1
媒質IIでの、波の速さｖ2，屈折率ｎ2，波長λ2
ならば
　ｖ1：ｖ2＝(1/ｎ1)：(1/ｎ2)
　ｖ1：ｖ2＝λ1：λ2
屈折率に関する情報が得やすいでしょうから、それで判断すれば良いでしょう。
なお、波の種類によって、屈折率は変わりますから、どのような波なのかを確認して調べましょう。

たとえば、光の場合なら
真空(空気もほぼ同じです）では、ｎ＝1.00
媒質が水なら、ｎ＝1.33
ナタネ油で、ｎ＝1.47
眼鏡レンズは材質などでバラツキがありますが、ｎ＝1.50～1.57　
ガラスもだいぶバラツキがありますが、一般的なソーダガラスだと　ｎ＝1.51
などなどだそうです。インターネットで調べるといくらでも資料は入手できます。

なお、単に波の速さが遅い媒質から、速い媒質に向かう向きとはいえ、入射する角度が境界に対して垂直(入射角が小さい)に近いときには全反射は観察されません。「臨界角」よりも大きな入射角で波を入射させる必要があります。
　臨界角とは、臨界角で入射させたとき、屈折角が90° になる、入射角です。

ということで、お尋ねの答の一例としては
光の場合なら、
　水（ｎ＝１.３３）から空気（ｎ＝１.００）に向かって、その境界に、臨界角より大きい入射角で光を照射すると、全反射します。光の速さが遅い水中から、より速い空気に向かって入射させるときです。
このときの臨界角θ0は
　sin(θ0)＝(1.00/1.33)　θ0≒49°
です。

お礼

分かりました。

お詳しいご回答、ありがとうございました。