物理の薄膜による光の干渉の問題です。 (4)が解説を読んでもよくわからなかったのでわかりやすく教えて欲しいです！

リード C 339. 薄膜による光の干渉図のように、水面に浮か んでいる厚さdの油膜に, 波長入の単色光を入射角で入 空気 射させた。 観測者の目には, 油膜の上面で反射する光Iと, 下面で反射する光ⅡIが届くとし, 空気の屈折率を1, 水の 屈折率を1.3, 油の屈折率を n (n>1.3) とする。 d油膜 D (1)図で, AA', BB', CC'は波面を表している。 光Iが 水 VE A'→B'C' と進む間, 光ⅡIはA→B→Cと進むので、 光Iと光ⅡI の位相差をもたらす経路差しは CD+DCである。光ⅡIのBでの屈 折角をrとするとき, lをd, rを用いて表せ。 物 (2) 油膜の中での光の波長 入'をn, 入を用いて表せ。 (3) C' における光I の反射と, Dにおける光ⅡIの反射では、光の位相はどうなるか。 (4) 光Iと光ⅡIが干渉によって強めあう条件式を, d, r, n, 入を用いて表せ。 (5) 入射角が大きくなると, 光 I, ⅡI の経路差はどうなるか。 例題 68 第20章 光の干渉と回折 179 ● 光ⅡI 光Ⅰ A B B'

この写真のn＞1であり、x²＞0となるので、明線は下側にずれるとはどういうことですか？なんで正なのに下にずれるんですか？ 解説お願いしますm(_ _)m

ン中央(O)の明線の位置がずれた。中央の明線はど もら側にどれだけずれたか。Oは AB の垂直二等分線とスクリーンとの交点であり, d<, a<1とする。 R 薄膜中の光の波長はえ/nになるが、 指針 北学距離を用いて,空気中と変わらず波長は入と し、薄膜を厚さ na と考える。中央の明線がずれ た位置をO'とすると、スリットA, Bから O'ま での光学距離は等しい? AO'の光学距離は AO', BO'の光学距離は(BO'-a)+na である。 dキー(nー1)a。 A (n-1)al [00 x'= d 0 d n ここでn>1であり, x>0となるので, 明線は下側にずれる。 B 0° BO-a a 解説 図のように,中央の明線が下向きに ズだけずれた位置O'になったとする。この明線 は、A, Bからの光学距離が等しいことによって 生じており、 AO'-BO'=(n-1)a 経路差は、AO-BO"3Ddx'/1 と表されるので, (n-1)al したがって,明線は下側に d だけずれる。 AO'=(BO'-a)+ na. (注) BO'と薄膜は垂直ではないが、a<!であり、 0'は中央付近の明線なので, B0' の薄膜中の部 分にある長さはaと近似できる。 020 m d。 D4

回折格子の問題です。 (2)が分からないので教えていただけるとありがたいです！

|00 46 格子定数d [m]の回折格子に, 波長入 [m] の緑色 8 図のよう 回折格子 の光を垂直に当てると, 後方1 [m]の位置にあるスク リーンに明暗の縞ができた。スクリーンの中央0か ら距離x [m] の位置にある点をPとし, 点Pに向か う光と入射光のなす角を0とする。ただし, 0はきわ めて小さく, sin0=tan0が成りたつとする。 P} でできた基 ス 明な物質で x る。薄膜C 反射した 1 膜中での (1) 赤色の光にかえると, 明線の間隔は小さくなるか, 大きくなるか。 (2) 単位長さ当たりの筋の本数が2倍の回折格子にかえると,明線の間隔は何倍になる とし,ま 図に示し か a は面A 入Y- を進み, A 上のF 表し,上 SR は居 問1 |

2問ともよくわかりません。薄膜、ガラス2つの屈折率が出てきてどう計算すればいいかわかりません教えてください。

16. 光波 197 基本例題54 薄膜の干渉 回折率1.4のガラスの表面に屈折率1.5の薄膜をつくり,波長6.0×10-7mの単色光 0 の基本問題411, 412 反射光の強度が極大になる場合の,最小の膜の厚さはいくらか。 )(1)で求めた厚さの薄膜を,屈折率1.6 のガラスの表面につくると,膜に垂直に入 射させた反射光の強度はどのようになるか。 薄膜の上面,下面での反射光が干渉 指針 する。薄膜の厚さをdとすると, 経路差は 2d で ある。経路差が生じる部分は薄膜中にあるので, 薄膜中の波長で干渉条件を考える。このとき,反 射における位相のずれに注意する。 をdとすると,経路差は往復分の距離 2dであ り,m=0, 1, 2, …として,経路差が半波長 /2の(2m+1)倍のときに反射光が強めあう。 O… (I+ 4)=PZ 最小の厚さは m=0 のときなので、 各数値を代 (1) 屈折率のより大きい媒質との 境界面で反射するとき, 反射光の位相が元ずれ る。薄膜の上面Aにおける反射では位相が元ず れ,下面Bにおける反 射では位相は変化しな い。薄膜中の波長は, バ=A/nである。膜厚 6.0×10- -(I+0)=PZ 1Y 2×1.5 中木 () d=1.0×10-m (2) 薄膜の上面, 下面のそれぞれで, 反射光の位 相が元ずれる。したがって, 式①は弱めあう条 件となり,反射光の強度は極小となる。 元ずれる A. 変化しない B

(2)の解き方で、3枚目の自分の解釈は何が違うのでしょうか？ 解説を見てもイマイチ理解できません。

217. レンズのコーティング をおさえるために,表面に薄膜がつけられている。屈折率 天 1.8のレンズの表面に,それよりも小さい屈折率n(>1)の薄 膜をつけ,波長aの光を垂直に入射させる。m=0, 1, 2, … として,次の各問に答えよ。 (1) 反射光が弱めあっているとき, 薄膜の厚さdをn, 入, m を用いて表せ。 をの (2)(1)のとき,薄膜を透過する光は強めあっているか, 弱めあっているか。 (3) n=1.4, A=5.6×10-7mのとき,透過光が強めあう最小のdを求めよ。→例頭33 めがねのレンズは,光の反射 | 反射光 空気 薄膜 直に波長み レンズ 透過光 ン SSS

(4)の解説がよくわかりません。

A E 図は、波長入の単色光が媒質Iから媒質Iに入射し, 媒質Iの表面ですぐ反射する光と, 媒質Iに屈折して 入ったあと,媒質 Iの底面で反射する光が重なり合う ようすを示したものである。 AA', BB', CC' は波面を表す。媒質IIは両面が平 行な厚さdの薄膜で, 媒質Iに対する屈折率を n (n >1)とする。 ロ (1) 媒質IIにおける光の波長を求めよ。 口 (2) 点 C, D における反射の際,光の位相はそれぞれどれだけ変化するか。 口 (3) 光の道のり C'DCを Al としたとき, Alを厚さdと屈折角ゅで表せ。 口 (4) A→B→C→Eと進む光と,A'→B'→C'→D→C→Eと進む光が, Eで 強め合ったという。 41 は, 波長入および屈折率nとどのような関係にあるか。 mガイド (2) 屈折率の小さい媒質から大きい媒質に向かう光が反射すると位相がnずれる。 0 B A 媒質I C B' |C d 媒質I D 媒質I

（2）が分かりません。 考え方がわかりません。 どこの屈折率がどうなるのかよく分かりません。教えてくださいお願いします

射させた反射光の強度はどのようになるか。 屈折率1.4のガラスの表面に屈折率1.5 の薄膜をつくり, 波長6.0×107mの単色光 16. 光波 197 (2)(1)で求めた厚さの薄膜を,屈折率1.6のガラスの表面につくると, 膜に垂直に入 基本問題 411, 412 に垂直に入射させて, その反射光の強度を測る。次の各間に答えよ。 を 射光の強度が極大になる場合の, 最小の膜の厚さはいくらか。 薄膜の上面,下面での反射光が干渉 をdとすると,経路差は往復分の距離 2d であ り,m=0, 1, 2, …として, 経路差が半波長 2/2の(2m+1) 倍のときに反射光が強めあう。 指針 ある。経路差が生じる部分は薄膜中にあるので、 薄膜中の波長で干渉条件を考える。このとき、反 射における位相のずれに注意する。 解説) 境界面で反射するとき, 反射光の位相が元ずれ る。薄膜の上面Aにおける反射では位相が元ず れ,下面Bにおける反 射では位相は変化しな い。薄膜中の波長は, パ=A/nである。膜厚 2d=(2m+1) …0 2n 入 (1) 屈折率のより大きい媒質との 最小の厚さは m=0 のときなので、 各数値を代 入して、 2d=(0+1) 6.0×10-7 2×1.5 d=1.0×10-"m (2) 薄膜の上面, 下面のそれぞれで, 反射光の位 相が元ずれる。したがって, 式①は弱めあう条 件となり,反射光の強度は極小となる。 πずれる A。 変化しない B 甘 - 日日石 第V章

どうして縞間隔が大きくなると空気層の厚さが減るんですか？原理が分かりません💦

求めればよい。v=Sa きの屈折率で, 入射 |3 精密に平面状に磨いたガラス円板 2枚を用いて相対する2面 A, Bを 互いに平行に重ねるため,1図 (a), (b)のように厚さのほぼ等しい3個の 小さい物体を1枚目の円板の上に置 き,その上から2枚目の円板を重ね て置いた。円板の上方から波長 Q.6 um の単色光を当てたところ, 1図(b)のような直線状の 10 本の暗 線をもつ縞模様が現れた。きらにガ ラス円板の間にはさんだ小物体が弾 性体であることを利用して,1図(a) のP点を上から軽く押さえたら納 の数が減り,離したら縞の数は10 次の文章の に適当な語句, 数値ま 媒質Iにはさまれた薄い透明体の媒質I( を考える。薄膜の両面は平行であるとする。 に示したように光が AA'を波面として矢日 向に進むとする。 Bで光の一部は反射し, は屈折して媒質Ⅱへ入る。Cでは, 一部は して媒質Iへ抜け, 一部は反射して中へ月 さらに,この反射光はD において一部が て元の媒質Iへ戻り, 光線 A'B’のDで 光と出会う。Bでの入射角および屈折角 ぞれり()媒質Iおよび媒質Iの屈折導 A薄膜の厚さをtとする。また, 0ま 1)媒質Iにおける光の速さは, 屈折 1図(a) 1図(b) 2図 倍である。媒質Ⅱにおける光の波長 |イ倍である。また, 媒質Ⅱに ウ倍である。 (2) 光がCで反射するとき, 位相延 (3) 光がBおよびCで透過すると (4) 波面 BB' 上の B' の光が Dに D で出会った2つの光の経路は、 この経路差sは, s=_カと 本にもどった。 A, B以外の面からの反射光は無視できるものとして, 下の問いに答えよ。 (1) なぜこのように直線状の納模様が現れたかを説明せよ。 (2) 暗線が10本見えているとき, 2枚の円板の間隔はP点とその反対側のQ点とで, どちらが何 um及きいかを理由をつけて記せ。 次に3枚目のガラス円板の平面度を調べるため,上のガラス円板をはずし、3個の 小物体はそのままにしてその上上に3枚目の円板をのせた。この円板の下面Cが精密に は平面でないため,2図の実線のような縞模様が得られた。 A, C以外の面からの反 射光は無視できるものとする。 (3) 面Cは凹面であるか凸面であるかを理由をつけて述べ, 平面からのずれは最大何 mであるかを求めよ。 (5) Dにおいて反射光と透過光が (6) 入射角iを大きくしていくと ための条件は,屈折率に関し Bで反射し 角方向の空 sin io =[ケで表される。 PBに直角方向の 単色光でありつ 皮長が一定だから。安気後の厚さかーなたの (by n.c (2) /日者線月2へ 2d:mA をメトリつ P側の方 3 ni 人 」 Cは凸面 くつ 2d: 0.6μxm (mE2)5) て,求 6A- 0. :5 -2.7M Rの方がらみmたきい。 h2<n、 オダれ3い h 屈折 ple pai pnl 2hッキ 結岡隔が大きくなる 安気側、厚さが持る s prt 2 ich le 24 20、 nt 2 hon

物理の過去問を解いているのですが答えがなく、答え合わせのしようがありません どなたか全部の問題とは言わないので解き方などを解説してくれると嬉しいです ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒ 屈折率n1の透明な液体が屈折率n2の基板の上に薄く広がっている（厚さd）。この... Read More

【1]|(1)n」<n2の場合 n」>n,の場合 白色光 入= ス= 経路差 経路差 透明物質 A= A= 基板 図1 強め合いの条件 強め合いの条件 問2で使用 ※可視光線の色と波長の関係 A= A= (2)強め合う光の波長 d= 7.7 6.4 5.9 5.5 4.9 4.3 3.8 強め合う光の色 波長(×10-7 m) T 可視光線の色 赤 (3)※n」<n。の場合 (6)基板が水平(膜厚が一定の薄膜)の場合 A= ス= 計算説明) 2 図2 基板が斜め(薄膜の断面が三角形)の場合 12 図3

全然分かりません！答えて貰えると嬉しいです！

発展例題34 間隔dの複スリット A, Bに, 垂直に波長入の同 位相のレーザー光をあてたところ, スリットから はなれたスクリーン上に明暗の縞が観察された。 次 d に、スリットBのスクリーン側を厚さ a, 屈折率 n(>1) の透明な薄膜でおおったところ, スクリー ン中央(O)の明線の位置がずれた。中央の明線はど ちら側にどれだけずれたか。 OはAB の垂直二等分線とスクリーンとの交点であり, d<1, a<lとする。 ャングの実験 発展問題 423 A| 0 n BL a - 1 指針 光学距離を用いて, 空気中と変わらず波長は入と し、薄膜を厚さ naと考える。中央の明線がずれ た位置を O' とすると, スリットA, Bから 0'ま での光学距離は等しい。 AO' の光学距離は AO', BO'の光学距離は (BO'-a)+naである。 解説 薄膜中の光の波長は入/nになるが, d=(n-1)a チー (n-1)al 0 x'= d n B ここでn>1であり, x'>0 となるので, 明線は下側にずれる。 0° BO'-a a 1 図のように,中央の明線が下向きに 4ニー(n-1)al *だけずれた位置0'になったとする。 この明線 は、A, Bからの光学距離が等しいことによって 生じており, AO-BO'=(n-1)a 経路差は,AO'-BO'=dx'/1 と表されるので, したがって,明線は下側に だけずれる。 d (注) BO' と薄膜は垂直ではないが, a<しであり, 0'は中央付近の明線なので, B0' の薄膜中の部 分にある長さはaと近似できる。 AO'=(BO'-a) +na