わけあって中学理科を復習しています。
そこで、「屈折」という現象ですが、これが理解できません。
Wikipedia「屈折」を見ると、「波[光や音波]の進む速度が媒質によって異なるためと説明される」とありますが、これきりです。私としては、「なぜ波の速度が違う媒質同士の境界では波の進む方向が変わるの?」という感じで、わかりません。「速度の違い」と「方向の変化」とが結びついてくれません。
サブ・クエスチョン: 入射角が臨界角に達した直後(状態Aとします)から、なぜ全反射が起こるのでしょうか? いいかえると、状態Aになる前は、入射角・屈折角・反射角の大きさは比例または反比例して整合的に変化するのに、状態Aからは、いきなり屈折光と反射光が合わさって一つになってしまうのはなぜでしょうか?
以上、説明していただけますか。
なぜ光が屈折するのかについてはこちらに詳しく書いてあります
http://www004.upp.so-net.ne.jp/s_honma/refraction/refraction.htm
すみませんが
サブ・クエスチョンについては解りません
「光は最短時間で到達できる経路を選ぶ」
これで屈折の説明ができます。
光はどのように進むのか-フェルマーの原理
http://optica.cocolog-nifty.com/blog/2009/12/post-33fd.html
中学の理科から離れますがこの本もいいですよ。
はてなは久しぶりなので、コメントがあることに気が付きませんでした。
なぜ屈折をするのか・・・多くの書物が【屈折はするんです!】みたいな書き方で、なぜ光が媒体ごとに違う速度で伝播するのかについては説明されていません。
原子は電子と原子核で構成されています。原子核は+の電荷を持っていることとなっており、電子は-の電荷を持っていることになっています。
さて、光と電荷を持っている粒子との間には相互作用があることをご存知ですか?つまり、光を構成している光子と電荷を持っている粒子はお互いを感じ会うことができるのです。
媒体ごとに原子の構造は違います。光との原子中の電子との相互作用が強ければ強いほど光は減速されます。電子と光子の相互作用は原子核の電荷にも影響されますので(原子核が電子をつかまえる力は原子ごとに違います)、媒体ごとに原子が違うということは、媒体ごとに光子が受ける影響が違う、ということなのです。
まずこの辺までは理解できますか?この辺でつまづくと、全反射は理解できないと思います・・・
質問内容は、中学理科という範囲を超えてます。おそらく高校の範囲からも超えてます。
フェルマーの原理「光は、最短距離ではなく最短時間で到着する経路を取る」という性質があるため
屈折することになってます。なぜ、光は最短距離でなくて最短時間で到着する経路をとるのかとなると
「量子(ミクロ)」の世界での説明が必要で、大学の範囲になります。
・光の屈折
http://illustrator-ok.com/illustrator_koza/color/data_contents/c...
・全反射について
ちなみに中3です。
まずはこの写真をご覧ください。
http://img.f.hatena.ne.jp/images/fotolife/d/donaemon/20101119/20...
このように光には屈折します。
入射角より屈折角のほうが小さいです。
自分が知っている限りでは
光が物体の境目で曲がることを光の屈折といい屈折した光を屈折光という。
また物体の境目に垂直な線との間に作る角度を屈折角といいます。
空気中から水中に光を当てた場合全て水の中に入らず一部は反射します。
全反射とは水と空気の境界面で全て反射されてしまうことを言います。
その角度は60度です
光ファイバーもこの原理を利用してます。
サブクエについて。
入射角=反射角 または入射角>屈折角です。(aのとき)
角の大きさは比例していますが反比例はしていません。(多分)
すいません。問題(サブ)が間違っているのでは?入射角 反射角 屈折角が3つ同時にあるということはないでしょう。
したがって屈折光と反射光があわさるのでは無くて
全反射は入射光のみなのです。
理科の教科書を読み直してください。暗記さえできないのではだめですよ。それから議論の決まりを勉強しましょう。教科書に書いてあることをもう一度言っても意味がないのは言うまでもありません。
今中3とのことですが、高校に入って学ぶ学問はその何倍も難しいし、大学に入ってからはさらに何倍も、そして社会に出てからはさらに何倍も難しいのですよ。
このような発言をしているようでは、大学に入って(入らなくてもよいけど)ゼミの厄介者になってしまうだろうのみならず、社会に出てからは「身の程知らずの愚か者」になってしまいますよ。今すでにそうです。あなたはまだ中3ですから、人格形成はおわっていません。今からでも遅くありませんから、直しなさい。年長者の理性と経験とを過小評価してはいけません。
身の程を知っておかないと、恥をかきますよ。日本文化は「恥の文化」ですから、恥をかくのはとてもつらいことですよ。あなたの恥は、みなの頭からは忘れ去られても、あなたの頭からは消えませんよ。
大人の会話にしゃしゃり出るひまがあったら、勉強しなさい。がんばってね。
ありがとうございます。よく読ませていただきます。