(3)の問題で、なぜ(2)で求めた波長ではなく問題文の波長を使って求めるんですか？

[図]のように、真空中で波長6.0×10-7mの単色光を屈折率 1.2 の薄膜に垂直にり動かした。 次に、 同様に点Bから点C 人射させ、膜の真上で反射光の強度を観測したところ、膜の上面で反射する光と 下面で反射する光が千渉するようすが確認できた。薄膜は屈折率1.1の物体上に。 貼られているものとする。以下の各問いに答えなさい。 3 いくらか の式2と(3 五 空気 (1) 薄膜の上面で反射する光の位相の変化について、正しい記述を次のア~エより選び 記号で答えよ。 ア。位相はずれない。 ウ.位相は元/2ずれる。 (2)薄膜中での光の波長を求めよ。 (3) 光の強め合いが起こる最小の膜の厚さを求めよ。 薄膜 に入る イ.位相は元/4ずれる。 物体 エ,位相は元ずれる。 2d-2(2n+) [図]

屈折率の1.4と1.5の図形がわかりません

A02 本例題54)薄膜の干渉 基本問題 411, 412 こ。 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6.0×10-7mの単色光 を膜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。 (1) 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。 (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 射させた反射光の強度はどのようになるか。 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。 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。 2d=(2m+1) …D 2n 最小の厚さは m=0のときなので, 各数値を代 6.0×10-7 2×1.5 解説 (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, =A/n である。膜厚 入して、 2d=(0+1) d=1.0×10-7m πずれる (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。 A 変化しない B

教えてくださいお願いします。

光物質波としての人の波長は モ (1)電子線を金属薄膜の試料に照射すると、背後に同心円状の 回折縞が得られる。これを解析すると電子の波長が得られる。 この電子回折の運動エネルギーは100eV程度である。この 電子の物質波の波長を見積もってみよ。のーモ量米。 小ネエ (2) 重量が66 kgwの人が、100 mを秒速10mで駆け抜けたとき、 この人の物質波の波長を求めよ。

なぜ入射角が大きくなると屈折角も大きくなるですか？ 中学校では例えば空気から水に入る『屈折の小さいものから大きいものに入る』時は反射角より屈折角が小さくなると学んだのに、矛盾してませんか？なぜ大きくなるのか教えてください

(1)図で、AA', BB', CC' は波面を表している。光Iが 「んでいる厚さdの油膜に, 波長aの単色光を入射角iで入 A→B→C'と進む間, 光ⅡはA→B→C と進むので, 下面で反射する光Ⅱが届くとし, 空気の屈折率を1, 水の 射させた。観測者の目には,油膜の上面で反射する光Iと, 339. 薄膜による光の干渉●図のように, 水面に浮か 光Iと光Ⅱの位相差をもたらす経路差1は 1=CD+DC' である。 光ⅡのBでの届 あと回折 179 光I 光1 空気 民折率を1.3, 油の屈折率をn(n>1.3) とする。 13 *1と光Ⅱの位相差をもたらす経路差しは 1=CD+DC'である。光ⅡのBでの屋 折角をrとするとき,1をd, rを用いて表せ。 (2) 油膜の中での光の波長'をn, 入を用いて表せ。 12) 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。 14)光Iと光Ⅱ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iが大きくなると,光I,Ⅱの経路差はどうなるか。 >例題68

この問題の⑶がわかりません。

基本例題 68 薄膜による光の干渉 | 1) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 |折率がnより大きい物質の表面につけたものが 2.0×10-3=5.0×10°本 *339,340 物 る。波長入の単色光を,屈折率1の大気側か この薄膜に入射角iで入射させた。 E 薄膜 は逆になるか。それとも変わらないか。 12)点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と,点Cで反射する先について, 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角rを用いてそれぞれ表せ。 13) 2)で,両方の光を遠方の点Eで観測したとき,暗く見えるための条件式を求めよ。 この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき,反射光が最も弱められる場合の最 小の膜の厚さdを求めよ。 DP 屈折率n 物質 脂針 点B, 点Cでの反射はいずれも,屈折率小の媒質から大の媒質へ入射する場合なので, 位 相が変化する。強めあい·弱めあいの条件式を光路差で書くときは, 真空中(または空気中) の波長を用いる(経路差で書くときは, 膜中の波長を用いる)。(4)は垂直入射なので, r=0° 解答(1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 の媒質へ入射する場合なので, 反 射の際,位相は逆になる。 点B:物質の屈折率は膜の屈折率よ り大きいから、点Cと同様,反射 の際,位相は逆になる。 (3)点Bと点Cの反射で,ともに位相が逆に なるので,暗く見えるための条件式を,光 路差で考えれば 2nd cos r=( m+ (m=0, 1, 2, …) 1\ 「注経路差では 2dcosr={m+ 2/n (2) 図より 経路差 =DB+BC (4) r=0° よりcosr=1 だから, ①式より A) イD B 2md=(m+})a =DC =2d cos r 最小の膜の厚さは, m=0 より 光路差 =n×経路差 d NC- 「a よって d= 2nd= 4n =2nd cos r

空気、薄膜、Gの屈折率は空気を1、薄膜2、媒質G3としたとき n12＝nになりますか？n23やn13だとどうなるのか教えていただきたいです

め合う膜 92 媒質G上に厚さ4の薄膜があり, 空気中 から単色光が斜めに入射する場合の干渉を考 える。空気中での光の波長を入, 屈折角をの とする。また, 空気, 薄膜, Gの屈折率は それぞれ1, n, neとする。 AAは入射波の 波面で, B,B;は屈折波の波面である。同じ 波面上では同位相である。したがって, A→C→B.→D の経路をとる米 とA→B.→D の経路をとる光との間に位相差をもたらす経路の差は、 B.C+CB.になる。この長さはd, φを用いて表すと (1) となる。 これら2つの光が点 B,で同位相であれば干渉により強め合い, Dの方 向から観測すると反射光は明るく見える。 薄膜の中では光の波長は (である。 n<ncの場合, 各反射面での反射光の位相のずれの有 無を考慮すると, 千干渉して反射光が明るくなる条件は, 正の整数m 用いて(3) と書ける。 え%=6.0×107 [m], φ=60°, n=1.5, nc=1 のとき, 反射光が明るくなる薄膜の最小の厚さは また,Gのみを替え, na=1.4 とすると, 明るくなる最小の厚さは5 [m] となる。 A2 空気 A。 B1 B2 d 薄膜 C 媒質G [m]である (岡山 2枚の平板ガラスA. Rの一

IIと|||なのですが、なぜ(n-1)の-1がつくのですか？

図のSは任意の波長入の単色平行光線をとり出せる光源, Hは光の半分を通し残り率。 を反射する厚さの無視できる半透明鏡,M, Maは光線に垂直に置かれた平面鏡である。。 から出た光はHで2つの光線に分かれる。ひとつはHを透過し M,で反射されたあと、H- 反射し光検出器Dに達する、他方はHで反射されたあと, M,で再び反射されてから, Hと 透過しDに達する。Dではこの2光線の干渉が観測される。装置は真空中に置かれている とする。 I M, M。が図の位置のとき,光源原からDに達する2光線の間には光路差(光学距離の差) はなく、2光線が強め合っている。この位置からM,を鉛直下方に距離しだけ平行移動す ると、やはり強め合うのが観測された。!を波長入および整数mで表せ。 I図の位置からM。を一定の重力の中で自由落下させ, Dで光の強め合いを検出した。 落下し始めの強め合いを1回目とし, 時間t後にN回目の強め合いが検出された。重力 加速度gを入,t, Nで表せ。 なお, 落下中M,の面は傾かない。 I M。が距離1だけ鉛直下方に平行移動した状態で, HとM,の間に屈折率n, 厚さdの薄 膜を光線に垂直に入れた。光源からDに達する2光線の光路差を1, , dで表せ。 V Iにおいて, n=1.5, d=2.5×10-* [m]の薄膜を入れて, M:を図の位置(1= 0) に戻 したとき,波長入」= 0.50×10-°[m]で強め合っていた。ここで, 光源sの波長をゆっく りと増やしてゆくとDの干渉光は一度弱くなるが, ある波長入。になると再び強め合う状 態になった。波長が変わっても屈折率は変化しないとして, 入々を求めよ。 実際には アの蒲職のの届折率け油昌が布。て」市値山

94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新

物理の光波の問題です。 光の強度というのがよく分かりません。 解説をお願いします。

31-3 薄膜の千渉 打率 1.4 のガラスの表面に屈折率 1.5 の区膜をつく り。 波長 6.0X10-fm の単色光を膜に 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。 (1) 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。 (⑫②) (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。 (GA

この問題に使われている公式教えてください

【A] 熱容量 QJ/K]が不明の金属容器A を用いて. ある溢体Bの比執CJ/(g・K)]を求めた い [ はじめ, 150g の液体Bが入った容器 A が冷蔵庫内に置かれており, 容器A と液体Bの 温度はともに5.0 て であった. この容器 A を冷蔵庫から取り出しで室 容器A および液体 B は室温と同じ 24.0 て になった. 冷蔵庫 吸収した熱量は | 四1-a | ]であり, 液体B が吸収した その後, この液体 B が入った容器 A を断熱材で覆い, 加して静かにかき混ぜると, 容器 A と液体B は34.0 には | ル2-a | の関係が成り立つので, 容器 A と液体 である. 続いて, 傘番Aに組込まれている抵抗5.0⑳ のビ した. ヒーターに 2.0 4 の電流を7 分間流したと7 昌し熱平衡となった. ヒーターから発生じた罰記 熱どは約 | 四3-b | 」/(g・K) と求まる. 3 ーー ーーテーペーペー ーーツテーー