44PM12｜第44回第2種ME技術実力検定試験過去問

可視光について正しいのはどれか。

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正解: 1

正答

この問題では、可視光の性質が問われています。

可視光は電磁波の一種で、真空中では一定の速さで伝わります。
水中では屈折率の影響により、空気中より伝播速度が遅くなります。

したがって、正しいのは 1．伝播速度は空気中より水中のほうが遅い。 です。

可視光は、人の目で見える範囲の電磁波です。おおよそ波長 400〜700 nm 程度の範囲が可視光として扱われます。

光の速さは媒質によって変わります。真空中での光速は一定で、約 3.0 × 10^8 m／s です。空気中では真空中に近い速さで伝わりますが、水やガラスなど屈折率が大きい媒質中では遅くなります。

媒質中の光速は、

媒質中の光速 = 真空中の光速／屈折率

と考えられます。

水の屈折率は空気より大きいため、水中の光速は空気中より遅くなります。

また、真空中では光の伝播速度は振動数によらず一定です。
回折は波長が長いほど起こりやすく、振動数が高いほど波長は短くなるため、一般に回折しにくくなります。

赤色光は青色光より波長が長く、振動数は小さいです。可視光は電磁波なので横波であり、縦波ではありません。

ひっかけポイント
光では「赤は波長が長い、青は振動数が高い」と整理します。波長と振動数は逆の関係です。

1．伝播速度は空気中より水中のほうが遅い。
正しい。
水は空気より屈折率が大きいため、光の伝播速度は水中のほうが遅くなります。光が水中で屈折することにも関係します。

2．真空中の伝播速度は振動数に反比例する。
誤り。
真空中の光速は一定であり、振動数に反比例しません。真空中では、波長と振動数が変わっても、光速 c = 周波数 × 波長は一定です。

3．振動数が高いほど回折しやすい。
誤り。
回折は波長が長いほど起こりやすい現象です。振動数が高いほど波長は短くなるため、一般に回折しにくくなります。

4．赤色の光は青色の光より振動数が大きい。
誤り。
赤色光は青色光より波長が長く、振動数は小さいです。青色光のほうが振動数が高く、エネルギーも大きくなります。

5．縦波である。
誤り。
可視光は電磁波であり、電場と磁場の振動が進行方向に対して垂直な横波です。縦波ではありません。