💡 ヒント:音の屈折

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

音も波なので、速さの違う媒質に入ると屈折します。空気→水、暖かい空気→冷たい空気など、音速が異なれば屈折の法則が適用できます。

音速が大きい方(速い媒質)の角度が大きい。臨界角を超えると全反射が起こります。

✏️ 求めるもの

(1) 屈折角の sin(またはそれに対応する角)、(2) 全反射を起こす臨界角 \(\theta_c\)。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. (1) 屈折角:\(\sin\theta_2 = \dfrac{v_2}{v_1} \sin\theta_1\) を計算
  2. (2) 臨界角:\(\sin\theta_c = \dfrac{v_1}{v_2}\) → \(\theta_c = \sin^{-1}\dfrac{v_1}{v_2}\)
  3. 臨界角の意味:\(\theta_1 \ge \theta_c\) で屈折波が消え、全て反射する
注意

臨界角の公式は「遅い媒質から速い媒質へ進むとき」の条件。速い→遅いの場合は全反射は起こらない(屈折角は入射角より小さくなるだけ)。