一陸技｜無線工学B｜過去問
平成30年1月期 A－17
要点（wavelane の要約）: 電離層の電子密度が高さとともに変わることから、電子密度が最大のときの屈折率の大小、上下に重なった2層の境界での屈折の法則の形、屈折角と入射角の大小を組合せで答えさせ、電波が少しずつ下向きに曲げられて戻ってくるしくみを示す問題。FB807 A-16 と同じ題材である。
原文（公式問題文）
A－17 次の記述は、電離層における電波の反射機構について述べたものである。［ ］内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。 (1) 電離層の電子密度 N の分布は、高さと共に徐々に増加し、ある高さで最大となり、それ以上の高さでは徐々に減少している。N が零のとき、電波の屈折率 n はほぼ 1 であり、N が最大のとき、n は［ A ］となる。 (2) N が高さと共に徐々に増加している電離層内の N が異なる隣接した二つの水平な層を考え、地上からの電波が層の境界へ入射するとき、下の層の屈折率を ni、上の層の屈折率を nr、入射角を i、屈折角を r とすれば、nr は、nr ＝ ni × ［ B ］で表される。 (3) このときの r は i より［ C ］ので、N が十分大きいとき、電離層に入射した電波は、高さと共に徐々に下に向かって曲げられ、やがて地上に戻ってくることになる。 A B C 1 最大 sin r/sin i 大きい 2 最大 sin i/sin r 小さい 3 最大 sin i/sin r 大きい 4 最小 sin r/sin i 小さい 5 最小 sin i/sin r 大きい
出典: 平成30年1月期 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB001）A－17（本試験問題）。公益財団法人日本無線協会
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正答: 5
要確認: この正答と解説は、公式解答表との機械的な照合は済んでいますが、人による照合はまだです。 公式と食い違って見えるときは、出典の解答PDFを優先し、サポートからお知らせください。
wavelane の解説（公式の解説ではありません）
電離層の屈折率は電子密度が大きいほど小さくなる。下の層から上の層へ進むとき、屈折の法則から屈折角は入射角より大きくなり、電波は少しずつ寝かされて地上へ戻ってくる。
- 空欄 A: 最小
- 電離層の屈折率は √(1 − 81N/f²) の形で、電子密度 N が大きいほど1から下がる。N が最大の高さで屈折率は最小になる。
- 空欄 B: sin i/sin r
- 屈折の法則は ni sin i = nr sin r なので、nr について解くと ni に sin i/sin r を掛けた形になる。
- 空欄 C: 大きい
- 上の層ほど屈折率が小さい(nr < ni)ので、sin r > sin i となり、屈折角は入射角より大きい。これを繰り返して電波は水平に近づき、やがて下へ曲がる。
この組合せになっているのは選択肢 5 である。
つまずきやすい点
- A で「最大」を選ぶと、光が水やガラスに入るときの感覚(密な媒質ほど屈折率が大きい)をそのまま持ち込んだことになる。電離層では電子が多いほど屈折率は下がる。
- B の分母分子を入れ替えた選択肢がある。屈折率と sin は同じ側の層どうしで掛け合わせる、と式で確かめる。
理由から確かめる
- 伝搬の特論電子密度・電離層内の屈折・反射・屈折率・スネルの法則(屈折の法則)
- 電離層伝搬(MUF・跳躍距離)電子密度・電離層内の屈折・反射・屈折率・スネルの法則(屈折の法則)
- マクスウェルの方程式 徹底解説屈折率・スネルの法則(屈折の法則)