第15章光Light原書 p.473–494

Test Prep実力テスト

Multiple Choice選択問題

15.1 The Electromagnetic Spectrum 17Which type of EM radiation has the shortest wavelengths?

15.1 電磁スペクトル 17最も波長が短い電磁放射はどれか。

a. gamma raysb. infrared wavesc. blue lightd. microwaves

a. ガンマ線b. 赤外線c. 青い光d. マイクロ波

18Which form of EM radiation has the most penetrating ability?

18物を通り抜ける力が最も大きい電磁放射はどれか。

a. red lightb. microwaves

a. 赤い光b. マイクロ波

c. gamma raysd. infrared radiation

c. ガンマ線d. 赤外線

19Why are high-frequency gamma rays more dangerous to humans than visible light?

19振動数の高いガンマ線が可視光より人に危険なのはなぜか。

a. Gamma rays have a lower frequency range than visible light.b. Gamma rays have a longer wavelength range than visible light.c. Gamma rays have greater energy than visible light for penetrating matter.d. Gamma rays have less energy than visible light for penetrating matter.

a. ガンマ線は可視光より振動数の範囲が低いから。b. ガンマ線は可視光より波長の範囲が長いから。c. ガンマ線は可視光より、物質を通り抜けるエネルギーが大きいから。d. ガンマ線は可視光より、物質を通り抜けるエネルギーが小さいから。

20A dog would have a hard time stalking and catching a red bird hiding in a field of green grass. Explain this in terms of cone cells and color perception.

20イヌは、緑の草原に隠れた赤い鳥に忍び寄って捕らえるのに苦労するだろう。これを錐体細胞と色の感じ方の言葉で説明せよ。

a. Dogs are red-green color-blind because they can see only blue and yellow through two kinds of cone cells present in their eyes.b. Dogs are only red color-blind because they can see only blue and yellow through two kinds of cones cells present in their eyes.c. Dogs are only green color-blind because they can see only blue and yellow through two kinds of cones cells present in their eyes.

a. イヌは目にある二種類の錐体細胞で青と黄しか見えないので、赤と緑に色盲である。b. イヌは目にある二種類の錐体細胞で青と黄しか見えないので、赤にだけ色盲である。c. イヌは目にある二種類の錐体細胞で青と黄しか見えないので、緑にだけ色盲である。

expect to see a pattern to the colors?b. How could you make a permanent record of your observations?c. What data would you need to look up to help explain any patterns that you see?d. What could explain colors failing to appear under some conditions?

色に模様が見えると思うか。b. 観察したことをどうすれば永続的に記録できるか。c. 見えた模様を説明する助けとして、どんなデータを調べる必要があるか。d. 条件によって色が現れないのは何で説明できるか。

d. Dogs are color-blind because they have only rods and no cone cells present in their eyes.

d. イヌは目に桿体しかなく錐体細胞がないので色盲である。

15.2 The Behavior of Electromagnetic Radiation 21To compare the brightness of light bulbs for sale in a store, you should look on the labels to see how they are rated in terms of ____.

15.2 電磁放射のふるまい 21店で売られている電球の明るさを比べるには、ラベルで何の値を見ればよいか。

a. frequencyb. watts

a. 振動数b. ワット

c. ampsd. lumens

c. アンペアd. ルーメン

22What is the wavelength of red light with a frequency of 4.00 × 10¹⁴ Hz?a. 2.50 × 10¹⁴ mb. 4.00 × 10¹⁵ mc. 2.50 × 10⁶ md. 7.50 × 10^-7 m

22振動数4.00 × 10¹⁴ Hzの赤い光の波長はいくらか。a. 2.50 × 10¹⁴ mb. 4.00 × 10¹⁵ mc. 2.50 × 10⁶ md. 7.50 × 10^-7 m

23What is the distance of one light year in kilometers?a. 2.59 × 10¹⁰ kmb. 1.58 × 10¹¹ kmc. 2.63 × 10⁹ kmd. 9.46 × 10¹² km

231光年はキロメートルでいくらか。a. 2.59 × 10¹⁰ kmb. 1.58 × 10¹¹ kmc. 2.63 × 10⁹ kmd. 9.46 × 10¹² km

24How does the illuminance of light change when the distance from the light source is tripled? Cite the relevant equation and explain how it supports your answer.

24光源からの距離を3倍にすると、光の照度はどう変わるか。関係する式を挙げ、それが答えをどう裏づけるかを説明せよ。

a. $Illuminance = \frac{P}{4 π r^{2}};$ if distance is tripled,

a. $照度＝ \frac{P}{4 π r^{2}};$ 距離を3倍にすると、

then the illuminance increases by 19 times. b. if distance is tripled,

照度は19倍に増える。 b. 距離を3倍にすると、

then the illuminance decreases by 13 times. c. $Illuminance = \frac{P}{4 π r};$ if distance is tripled, then the illuminance decreases by

照度は13分の1に減る。 c. $照度＝ \frac{P}{4 π r};$ 距離を3倍にすると、照度は

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9 times. d. $Illuminance = P · 4 π r;$ if distance tripled, then the illuminance increases by 3 times.

9分の1に減る。 d. $照度＝ P · 4 π r;$ 距離を3倍にすると、照度は3倍に増える。

25A light bulb has an illuminance of 19.9 lx at a distance of 2 m . What is the luminous flux of the

25ある電球の照度は2 mのところで19.9 lxである。この電球の

Short Answer記述式

15.1 The Electromagnetic Spectrum 26Describe one way in which heat waves—infrared radiation—are different from sound waves.

15.1 電磁スペクトル 26熱の波——赤外線——が音波と違う点を一つ挙げよ。

a. Sound waves are transverse waves, whereas heat waves—infrared radiation—are longitudinal waves.b. Sound waves have shorter wavelengths than heat waves.c. Sound waves require a medium, whereas heat waves—infrared radiation—do not.d. Sound waves have higher frequencies than heat waves.

a. 音波は横波で、熱の波——赤外線——は縦波である。b. 音波は熱の波より波長が短い。c. 音波は媒質を必要とするが、熱の波——赤外線——は必要としない。d. 音波は熱の波より振動数が高い。

27Describe the electric and magnetic fields that make up an electromagnetic wave in terms of their orientation relative to each other and their phases.

27電磁波を作っている電場と磁場について、互いの向きと位相の言葉で述べよ。

a. They are perpendicular to and out of phase with each other.b. They are perpendicular to and in phase with each other.c. They are parallel to and out of phase with each other.d. They are parallel to and in phase with each other.

a. 互いに垂直で逆位相である。b. 互いに垂直で同位相である。c. 互いに平行で逆位相である。d. 互いに平行で同位相である。

28Explain how X-radiation can be harmful and how it can be a useful diagnostic tool.

28X線がどう有害でありうるか、またどう役に立つ診断の道具でありうるかを説明せよ。

a. Overexposure to X-rays can cause HIV, though normal levels of X-rays can be used for sterilizing needles.b. Overexposure to X-rays can cause cancer, though in limited doses X-rays can be used for imaging internal body parts.c. Overexposure to X-rays causes diabetes, though normal levels of X-rays can be used for imaging internal body parts.d. Overexposure to X-rays causes cancer, though normal levels of X-rays can be used for reducing cholesterol in the blood.

a. X線を浴びすぎるとHIVになりうるが、ふつうの量のX線は針の滅菌に使える。b. X線を浴びすぎるとがんになりうるが、限られた量のX線は体内の部分を写すのに使える。c. X線を浴びすぎると糖尿病になるが、ふつうの量のX線は体内の部分を写すのに使える。d. X線を浴びすぎるとがんになるが、ふつうの量のX線は血中のコレステロールを下げるのに使える。

29Explain how sunlight is the original source of the energy in the food we eat.

29私たちが食べる食物のエネルギーのもとが日光であることを説明せよ。

a. Sunlight is converted into chemical energy by plants; this energy is released when we

a. 日光は植物によって化学エネルギーへ変えられ、そのエネルギーは

bulb?

光束はいくらか。

a. 500 lmb. 320 lm

c. 250 lmd. 1,000 lm

digest food.b. Sunlight is converted into chemical energy by animals; this energy is released when we digest food.c. Sunlight is converted into chemical energy by fish; this energy is released when we digest food.d. Sunlight is converted into chemical energy by humans; this energy is released when we digest food.

食物を消化するときに解き放たれる。b. 日光は動物によって化学エネルギーへ変えられ、そのエネルギーは食物を消化するときに解き放たれる。c. 日光は魚によって化学エネルギーへ変えられ、そのエネルギーは食物を消化するときに解き放たれる。d. 日光は人間によって化学エネルギーへ変えられ、そのエネルギーは食物を消化するときに解き放たれる。

15.2 The Behavior of Electromagnetic Radiation 30Describe what happens to the path of light when the light slows down as it passes from one medium to another?

15.2 電磁放射のふるまい 30光がある媒質から別の媒質へ入って遅くなるとき、光の進路に何が起こるかを述べよ。

a. The path of the light remains the same.b. The path of the light becomes circular.c. The path of the light becomes curved.d. The path of the light changes.

a. 光の進路は変わらない。b. 光の進路は円になる。c. 光の進路は曲線になる。d. 光の進路は変わる。

31What is it about the nature of light reflected from snow that causes skiers to wear polarized sunglasses?

31スキーヤーが偏光サングラスをかけるのは、雪から反射する光のどんな性質のためか。

a. The reflected light is polarized in the vertical direction.b. The reflected light is polarized in the horizontal direction.c. The reflected light has less intensity than the incident light.d. The reflected light has triple the intensity of the incident light.

a. 反射した光は鉛直方向に偏っている。b. 反射した光は水平方向に偏っている。c. 反射した光は入射した光より強さが小さい。d. 反射した光は入射した光の3倍の強さを持つ。

32How many lumens are radiated from a candle which has an illuminance of 3.98 lx at a distance of 2.00 m?

322.00 mのところで照度が3.98 lxのろうそくからは、何ルーメンが放たれているか。

a. 400 lmb. 100 lmc. 50 lmd. 200 lm

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33Saturn is 1.43×1012 m from the Sun. How many minutes does it take the Sun’s light to reach Saturn? a. 7.94 × 10⁹ minutes b. 3.4 × 10⁴ minutesc. 3.4 × 10^–6 minutes

33土星は太陽から1.43×10¹² mのところにある。太陽の光が土星に届くのに何分かかるか。 a. 7.94 × 10⁹分b. 3.4 × 10⁴分c. 3.4 × 10^-6分

Extended Response論述式

15.1 The Electromagnetic Spectrum 34. A frequency of red light has a wavelength of 700 nm.Part A—Compare the wavelength and frequency of violet light to red light.Part B—Identify a type of radiation that has lower frequencies than red light.Part C—Identify a type of radiation that has shorter wavelengths than violet light.

15.1 電磁スペクトル 34. ある赤い光の波長は700 nmである。A部——紫の光の波長と振動数を赤い光と比べよ。B部——赤い光より振動数の低い放射の種類を挙げよ。C部——紫の光より波長の短い放射の種類を挙げよ。

a.A. Violet light has a lower frequency and longer wavelength than red light. B. ultraviolet radiation C. infrared radiation b. A. Violet light has a lower frequency and longer wavelength than red light. B. infrared radiation C. ultraviolet radiation c.A. Violet light has a higher frequency and shorter wavelength than red light. B. ultraviolet radiation C. infrared radiation d. A. Violet light has a higher frequency and shorter wavelength than red light. B. infrared radiation C. ultraviolet radiation

a. A. 紫の光は赤い光より振動数が低く波長が長い。 B. 紫外線 C. 赤外線b. A. 紫の光は赤い光より振動数が低く波長が長い。 B. 赤外線 C. 紫外線c. A. 紫の光は赤い光より振動数が高く波長が短い。 B. 紫外線 C. 赤外線d. A. 紫の光は赤い光より振動数が高く波長が短い。 B. 赤外線 C. 紫外線

35. A mixture of red and green light is shone on each of the subtractive colors.Part A—Which of these colors of light are reflected from magenta?Part B—Which of these colors of light are reflected from yellow?Part C—Which these colors of light are reflected from cyan?

35. 赤と緑の光を混ぜたものを、減法の色それぞれに当てる。A部——マゼンタから反射されるのはこのうちどの色の光か。B部——黄から反射されるのはどの色の光か。C部——シアンから反射されるのはどの色の光か。

a. Part A. red and green Part B. green Part C. red b. Part A. red and green Part B. red Part C. green c. Part A. green

a. A部赤と緑 B部緑 C部赤b. A部赤と緑 B部赤 C部緑c. A部緑

d. 79.4 minutes

d. 79.4分

Part B. red and green Part C. red d. Part A. red

B部赤と緑 C部赤 d. A部赤

PartB. red and green PartC. green

B部赤と緑 C部緑

15.2 The Behavior of Electromagnetic Radiation 36Explain why we see the colorful effects of thin-film interference on the surface of soap bubbles and oil slicks, but not on the surface of a window pane or clear plastic bag.

15.2 電磁放射のふるまい 36シャボン玉や油膜の表面では薄膜干渉の色鮮やかな効果が見えるのに、窓ガラスや透明なビニール袋の表面では見えないのはなぜかを説明せよ。

a. The thickness of a window pane or plastic bag is more than the wavelength of light, and interference occurs for thicknesses smaller than the wavelength of light.b. The thickness of a window pane or plastic bag is less than the wavelength of light, and interference occurs for thicknesses similar to the wavelength of light.c. The thickness of a window pane or plastic bag is more than the wavelength of light, and interference occurs for thicknesses similar to the wavelength of light.d. The thickness of a window pane or plastic bag is less than the wavelength of light, and interference occurs for thicknesses larger than the wavelength of light.

a. 窓ガラスやビニール袋の厚さは光の波長より大きく、干渉は光の波長より小さい厚さで起こるから。b. 窓ガラスやビニール袋の厚さは光の波長より小さく、干渉は光の波長と同じくらいの厚さで起こるから。c. 窓ガラスやビニール袋の厚さは光の波長より大きく、干渉は光の波長と同じくらいの厚さで起こるから。d. 窓ガラスやビニール袋の厚さは光の波長より小さく、干渉は光の波長より大きい厚さで起こるから。

37The Occupational Safety and Health Administration (OSHA) recommends an illuminance of for desktop lighting. An office space has lighting hung above desktop level that provides only . To what height would the lighting fixtures have to be lowered to provide on desktops?a. b.

37労働安全衛生局(OSHA)は、机上の照明としての照度を勧めている。あるオフィスでは、机の高さから上に吊るされた照明がしか与えていない。机上でを得るには、照明器具をどの高さまで下げねばならないか。a. b.

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