物理学(波動・光学)

この単元では、中学・高校基礎レベルで波の基本的性質と音・光の現象を学びます。波長・振幅・振動数の定義、波の速さの式 v=f・λ の各記号の意味を扱い、音は媒質の疎密波(縦波)として伝わり固体中で最も速く伝わることを学びます。光については、反射の法則(入射角=反射角)、水中に進む際の屈折(速さと波長の変化による)、臨界角を超えたときに起こる全反射、凸レンズによる光の集束といった基礎的な光学現象を扱います。全10問を通じて、波・音・光という3分野を横断しながら、物理現象を式と概念の両面から理解できる構成になっています。

  • 波長・振幅・振動数の定義を説明できる
  • 波の速さの式 v=f・λ の各記号の意味を理解する
  • 音が媒質の疎密波(縦波)として伝わることを説明できる
  • 音は固体中で最も速く伝わることを理解する
  • 光の反射の法則(入射角=反射角)を説明できる
  • 光が屈折する理由(媒質による速さと波長の変化)を理解する
  • 全反射が起こる条件(臨界角を超えること)を説明できる
  • 凸レンズが光を屈折させ一点に集める性質を理解する

波長・振幅・振動数と波の速さの式 $v=f\lambda$、縦波としての音の伝わり方、光の反射・屈折・全反射、凸レンズと凹レンズのはたらきを扱う教材です。

サンプル問題

光が空気中から水中に進むときに起こる変化として、正しいものを2つ選んでください。

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光の進む速さが小さくなる。, 光の波長が短くなる。

屈折は、光の進む速さが媒質によって異なるために起こります。水中では速さが小さくなり、振動数は変わらないので、$v=f\lambda$ より波長は短くなります。

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