💡 ヒント：プリズムにおける屈折と全反射

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

直角三角形のプリズム（直角二等辺三角形が多い）に光が入ると、短辺で屈折した後、斜辺（45°の面）で全反射して出ていきます。「プリズムで光の向きを 90° 曲げる」仕組みは、この全反射を使っています。

双眼鏡・一眼レフのファインダー・プリズム双眼鏡の内部で、光の進路を曲げているのはこの全反射です。

✏️ 求めるもの

(1) 入射面での屈折角、(2) 斜辺に入射する角度、(3) 臨界角と全反射の条件、(4) 出射面での屈折角。プリズム内部での光線の経路を幾何学的に追跡する問題です。

🔬 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) 入射面の屈折：スネルの法則で屈折角を計算。もし垂直入射なら屈折しない
  2. (2) 斜辺での入射角：プリズム内部の幾何から、斜辺の法線と光線のなす角を求める。直角二等辺プリズムなら 45°
  3. (3) 臨界角と比較：\(\sin\theta_c = 1/n\) を求め、斜辺での入射角と比較。大きければ全反射
  4. (4) 出射面の屈折：全反射後、反対の面から出ていく光の屈折角をスネルの法則で計算
注意

プリズム内部の光線の角度は幾何学で決まる。光線と法線の角度を図で確認し、三角形の内角和を使って整理しよう。\(n = \sqrt{2}\) が全反射の境界（\(\sin\theta_c = 1/\sqrt{2} = \sin 45°\)）。