今回は，光の屈折について学習していきます．
また，新課程で追加されたプリズムもふれます．
光の屈折・全反射のまとめとプリズムについて
Instagramにて，光の屈折・プリズムについてまとめました．
光の屈折とは
屈折
- 光が異なる物質の間を進むとき，光が折れ曲がる現象のこと．
身近な屈折の例
コップの中に鉛筆が入っていますが，折れ曲がっていますね．
これは，光の屈折が起きている身近な例です．
屈折角とは
入射角や反射角と同じように，屈折角も，屈折する境界面に対して垂直な線を考えます．
その垂直な線と屈折する光との間の角度を屈折角といいます．
屈折角
- 屈折する境界面に対して垂直な線と光の間の角度のこと
屈折のしかた：空気⇔ガラス
屈折角で覚えるのは1つだけで，上の画像です．
「光が空気から水やガラスに進むとき，光は下にもぐる．」と覚えてください．
そのとき，入射角と屈折角は，入射角の方が大きくなります．
逆に，水やガラスから空気へ光が進むときは，入射角の方が小さくなります．
屈折角で覚えるのは1つだけ
- 光が空気から水やガラスへ進むとき，下にもぐる．
- 屈折角より入射角の方が大きくなる．
全反射とは
光が，空気から水やガラスへ進むとき，入射角の方が大きくなりました．
逆に，水やガラスから空気へ光が進むとき，入射角は小さくなり，屈折角が大きくなります．
この現象を利用したのが，全反射です．
水やガラスから空気へ光を進めるとき，入射角をどんどん大きくしていくと，屈折角も大きくなります．
やがて，屈折角は90°になり，その後，全ての光は反射します．この現象を全反射といいます．
全反射
- 水やガラスから空気へ光が進むとき，入射角と大きくしていくと，全ての光が反射すること．
※水やガラスから空気へ光が進むときのみ起こる現象．
全反射の身近な例：光ファイバー
ファイバーは，英語で「繊維」という意味です．
光ファイバーは，繊維の中で光が全反射することで，繊維の中を光が通ることができます．
そして，離れた場所に光を届けることができます．
光ファイバーは，コアと呼ばれる芯と，芯の外側のクラッドの二重構造になっています．
コアとクラッドの間で光を全反射させることにより，光を伝えています．
コアやクラッドには一般的にガラスが用いられています．
プラスチック製の光ファイバー
慶應義塾大学の小池康博教授の研究チームは，「通信エラーがほとんど発生しないプラスチック製の光ファイバー」を開発したとニュースになっていました．
光ファイバーには，一般的にガラスが用いられているのですが，ガラスを加工するコストが高く，またガラス自体が折れやすいといったデメリットがあります．
プラスチックで光ファイバーができれば，折り曲げることができるので，ロボットなどのいろいろな機械に導入されそうですね．
白色光とは
太陽や白色電灯からでた光を白色光といいます．
白色光には，いろいろな色が混ざっています．
そのため，白色光に混ざっている色が異なる角度で屈折すると，いろいろな色を観察することができます．
虹の正体
太陽の光は白色光なので，いろいろな色が混ざっています．
混ざっている色が，空気と水の境界で，異なる角度で屈折するので，複数の色を観察することができます．
これが虹の正体です．
プリズムとは
プリズムは，ガラスや水晶(すいしょう)などの透明でできた三角柱などの多面体です．
プリズムを使うと，白色光が複数の色に分かれる現象を観察できます．
虹と同じ原理で，混ざっている光で異なる角度で屈折するためです．
