中1の光の屈折で質問です。水またわガラス側から光を入射しても、空気側の屈折角がおおきくなるんです

中1の光の屈折で質問です。

水またわガラス側から光を入射しても、空気側の屈折角がおおきくなるんですか？(なぜ、空気側の方が角度が大きくなるんですか？

No.3 ベストアンサー 回答者： kothimaro 回答日時： 2016/11/30 19:36

光には、屈折と言う特有の現象が起こります。

空気・水・ガラス等透明な物質中を、光は進むことが出来ます。それぞれの物質により、その中を通る光の速度は異なります。物質のない真空中を進む光の速度が一番速いのです。そして、一番原子が規則正しく詰まっているダイヤモンドの中を通る光の速度が一番遅いのです。
　光の屈折は、光が空気中から水の中に進んだ時や、ガラスの中に進んだ時に見られます。ダイヤモンドの屈折率が一番大きく、光は鮮やかな虹色となります。紫など波長の短い光の方が、赤い光など波長の長い光よりも良く屈折します。以下で、光が屈折する仕組みを考察します。

　光は、らせん状の回転をしながら進んでいます。空気中は抵抗が少なく、光は速く進みます。水中では抵抗が大きく、光の速度は遅くなります。光が空中から水中へ進んだ時、真っ直ぐには進まず、左の様にθだけ屈折します。

　光が空中から水中に入る水面では、下図の様に、らせん回転をしている光は、赤の輪に部分が、空中と水中双方を進むこととなります。水中にある下部は抵抗が大きいのです。従って、下下図の様に、らせんの間は詰まります。空中にある上部は抵抗が小さいのです。従って、下上図の様に、らせんの間は広がります。赤の輪の部分は、曲がるストローの様になり、光は水の方向に曲がります。

　水中から空中に光が出る場合も、水中の方の輪が詰まり、水の方に光は曲がります。水中に入る光の軌跡と、水中から出て行く光の軌跡は同じ屈折した線を描きます。光は、抵抗の大きい物質の方向に屈折します。

　波長の長さに関らず、光の速度は一定です。光は、一回水中と空中を行き来する度に、一定角度屈折します。従って、光の波長が短く、赤い部分の輪の数が多い程、屈折率は大きくなります。
　赤い光の波長は0.00007㎝です。それに比べて、紫の光の波長は0.00004㎝です。従って、波長の短い紫の光の方が、波長の長い赤の光より、水中と空中双方を通過する赤い部分の輪の数は1.75倍多いのです。よって、紫の光の屈折率の方が大きくなるのです。

　質問者さん、この様に赤→黄→緑→青となるに従い、振動数が多くなり波長が短くなります。従って、右に行くに従って屈折率が大きくなり、光は七色に分かれるのです。

詳細は、下記のホームページを参照下さい。
http://www42.tok2.com/home/catbird/hikarinokusse …

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/11/25 13:44

そうなりますね。

ホイへンスの原理で理解するのが一番易しいと思いますが
教科書に載ってませんか？
ホイへンスの原理からは光の入射がどちらからかということと
曲がり具合が関係無いことが判ります。

もし手元に見当たらなければ
「屈折」「ホイへンスの原理」あたりで
検索してみましょう。

No.1 回答者： tanzou2 回答日時： 2016/11/25 07:13

なぜ、屈折するか。

それは光の速さが変わってくるからです。

大気中の速度の方が、ガラスや水の中の速度の方
よりも、速いからです。

http://natsci.kyokyo-u.ac.jp/~okihana/kaisetu/ma …