解答と解説

1.

(1)BとF
(2)H
(3)ウ

参考ページ…光の反射 光の屈折

(1)
鏡を中心として、線対称の位置に物体Aの像を作図し、
そこから各点に光線が届くかどうか、直線を引いてみます。
BとFには障害物にあたらず、光線が届きますが、
C〜Eの点では、障害物が光線をさえぎりますね。
  
(2)
物体Gから発した光線はガラス板に入射すると、
ガラス板の垂線にそうように屈折します。
光線はそのままガラス板を直進し、空気中に出るとき、
ガラス板の垂線から離れるように屈折して
観測者の目に届きます。
観測者にとっては、最後の光線の延長線上(Hの方向)
に物体の像が見えます。
  

(3)
ちょっと難しいですね。
光線はちがう物質に入射するとき、垂直に入射した
場合はそのまま直進します。
水中の鏡にあたると、「入射角=反射角」となるように
反射し、そのまま直進します。
水面に達しても、屈折して空気に入射するとはかぎり
ません。図のように、水から空気への入射角が60度の
場合は、問題文(49度以上で全反射)のように、
全反射するので、水面で反射してもどってきてしまいます。

2.

(1)6cm
(2)虚像
(3)凸レンズから右に約8cmのところに小さい倒立の実像ができていればOK
 
 スクリーンは「ア」の向きに動かす

参考ページ…凸レンズによる像の作図

(1)
同じ大きさの実像ができるのは、凸レンズの焦点距離の2倍の位置に物体を置いたときですね。
物体はレンズから12cmの位置だったので、焦点距離はその半分の
12(cm)÷2=6(cm) ということになります。

(2)
レンズと物体の間は12cmでしたが、8cm近づけるということは、物体とレンズの間の距離は
12(cm)−8(cm)=4(cm) となり、焦点距離(6cm)よりも短いですね。
焦点の内側に物体を置いたときは、像はスクリーンにうつらない虚像となります。

(3)
作図してみればわかりますね。
レンズの軸に平行な光はレンズで屈折して焦点を通ります。
レンズの中心を通る光はそのまま直進します。この交点に像ができます。
正確に作図するとほぼレンズの右8cmあたりに像ができるはずですが、
作図なので、1cmくらい左右にずれていてもかまいません。
像ができた位置にスクリーンを置くと、像がはっきりうつります。
スクリーンはもうちょっとレンズ寄り(の向き)に動かすべきですね。

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