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Physics Senior High

光がレンズを通過する際、レンズへの進入と出ていく際とで二度屈折すると思うのですが、右下の図bではレンズを縦に二等分した線上での一度の屈折で考えているように思われます。レンズの厚みに関して問題文では特に言及されてはいないのですが、厚みを無視して考えているということでしょうか?

図のような光学装置 がある。 回折格子に は1cm 当たり400本の Level (1)~(3) ★ Point & Hint 「格子定数述の回折格子によっ て強め合いが起こるのは d sin 0= må 単色平行光 溝が切ってある。 レン ズレの焦点距離はF-100cm で, LとスクリーンSの間の距離も100 cmである。 装置の左から単色平行光線を入れると、Kで回折した先は Lを通過スクリーンS上に集光する。 同折角は小として近似し。 答は有効数字2桁で求めよ。 (1) 静止状態にある水素原子から放射される先 (H。 線の波長は 656 [nm] である。 これをKにあてるとき S上にできる千 この明るいの間隔は何cmか。 (2) ある星雲から放射されるH。線をKにあてて干渉縞を観測したと ころ。 S上にできた明るい縞の間隔は、(1)の間隔に比して0.011cm だけ小さくなった。 この星雲は地球に近づいているのか、それとも 遠ざかっているのか。 また。 この星雲の速さはいくらか。 ただし、 地球は静止しているものとし、 光速は3.0×10m/s とせよ。 (3) KとSのに、 屈折率1.33の水をつめた。また、レンズLは、この 中で焦点距離が100cm であるレンズに取り替えた。 波長656mmの Ha線をKにあてるとき, S上にできる明るいの間隔は何cmか。 ((新潟大) 角の方向である。 (1) 平行光線は焦点面上に集 波長入 d Ka ? 光の干渉 10:0FA 路差 27 焦点距離 b

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Physics Senior High

物理の問題です。問2をお願いします!

以下の問いに答えよ。 ( 40点) 3 図1のように, 凸レンズLの光軸上に物体AA' がある。 点 FとF'はレンズLの焦点であり、 fは焦点距離である。 点0はレ ンズLの中心であり, 点PはA'Pが光軸に平行となるレンズL 中の点である。 物体 AA'の位置は、レンズLの前方 (左側) であ り, 焦点Fの外側である。 図1は,点A' から出た光の一部が進む経路を破線で示してい る。 レンズLを通過した光は, レンズの後方 (右側)で集まり, 実 像 BB' を形成している。 物体 AA' とレンズLの距離をα, 実像 BB' とレンズLの距離をbとする。 なお, レンズの厚さは無視で きるものとする。 A' すきこご AF 0 物体 凸レンズL 図 1 光軸 B 実像 問1. ( ① ) から (⑤)に適する記号または数式を α, b, f の中から必要なものを用いて答えよ。 AA' ( ① となる。 また、△OPF'は BB' (2) △BB'F'に相似であるため, {③}である。以上より a,b, fの間にはレンズの式(⑤)が 図1より △AA'O は △BB'Oに相似であるため, OP BB' 成立することがわかる。 'f=16cm, a=20cm の場合を考える。このとき, レンズLの後方(右側) に形成される実像の位置にス クリーンを設置し,これを固定した。 物体 AA' を動かさずに,レンズLを光軸に沿って後方(右側)へ移動 させると,ある位置でスクリーン上に再び鮮明な像が現れた。 問2. スクリーン上に再び鮮明な像が現れたときの物体AA' とレンズLの距離を求めよ。 また,このとき のスクリーン上での像の倍率を求めよ。

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