高校物理

質問

次の画像の問題を教えてください
できたら解説もおねがいしたいです
明日テストナンデス
おねがいしたいです(^_^;)

回答No.2

gohtraw

海面下にある光源をSとし、そこから出た光が斜めに海面に当たる点をO
とします。そしてその光が空気中にある点Dに向かうとします。
ここで点Oを通って海面に垂直な直線を引き、それを直線PQとします。
Pは海中、Qは空気中にあるとします。

このとき、∠SOPを入射角、∠DOQを屈折角とよび、屈折の法則から
ｓｉｎ∠ＳＯＰ／ｓｉｎ∠ＤＯＱ＝ｎ２／ｎ１
ｎ２：空気の絶対屈折率
ｎ１：海水の絶対屈折率

問題で与えられている海水の屈折率が絶対屈折率だとすると、空気の
絶対屈折率が判らないと上記は解けないのですが、それは与えられて
いません。その意味でこの問題は明確さに欠けるのですが、現実問題
としては
ｎ２／ｎ１＝１／√２　
とするのでしょうね。これを上記の式に代入すると
ｓｉｎ∠ＳＯＰ／ｓｉｎ∠ＤＯＱ＝１／√２
ｓｉｎ∠ＤＯＱ＝√２ｓｉｎ∠ＳＯＰ
ここで∠ＳＯＰをゼロから大きくしていくと、ｓｉｎ∠ＳＯＰ＝１／√２のとき
ｓｉｎ∠ＤＯＱ＝１となります。つまり∠ＤＯＱ＝９０°となるわけです。こう
なると、もはや光は空気中には出て行かなくなります。
もちろん、ｓｉｎ∠ＳＯＰ＜１／√２のときは光が空気中に出て行きますが、
そこは円盤で覆ってやればいいわけです。いいかえれば、円盤の中心が
点Ｓの真上にあり、円盤の端が点Ｏに一致するようになれば、光はどこ
からも空気中には出られない、つまり空気中のどこからも光源が見えない
ということになります。

回答No.1

Tann3

光の屈折と、「全反射」の問題です。

　光が通過する部分に円板を浮かべ、円板以外の水面では全ての光が全反射するようにすればよいのです。

　屈折率の比から、全反射する角度が求められます。考え方を理解すれば、あとは三角関数の問題です。
　下記のようなサイトで、基本を理解しましょう。
　理解せずに、試験で点数だけとっても、何のためにもなりませんよ。

http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/2-3-0-0/2-3-1-2hikarinohannsyakussetu.html
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/hikari2.html