屈折率が異なる媒質1と媒質2がある。媒質1から媒質2に光を入射させたところ、光は屈折して図の方向に進んだ。媒質1と媒質2のどちらで光が速く伝わるか答える問題。

1. 問題の内容

屈折率が異なる媒質1と媒質2がある。媒質1から媒質2に光を入射させたところ、光は屈折して図の方向に進んだ。媒質1と媒質2のどちらで光が速く伝わるか答える問題。

2. 解き方の手順

屈折の法則を用いる。屈折の法則は、$n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$ で表される。ここで、$n_1$ は媒質1の屈折率、$n_2$ は媒質2の屈折率、$\theta_1$ は媒質1における入射角、$\theta_2$ は媒質2における屈折角である。

図から、$\theta_1$ ＞ $\theta_2$ である。よって、$\sin \theta_1$ ＞ $\sin \theta_2$ となる。

$n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$ より、$n_1 ＜ n_2$ である。

光の速さ $v$ と屈折率 $n$ の関係は、$v = \frac{c}{n}$ で表される。ここで、$c$ は真空中の光速である。

したがって、屈折率が小さいほど光の速さは大きくなる。

$n_1 ＜ n_2$ なので、媒質1における光の速さ $v_1$ は、媒質2における光の速さ $v_2$ よりも大きい。

3. 最終的な答え

媒質1