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物理 高校生

物理の波動の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします。 なぜ光学距離が一致するのでしょうか?

ヤングの実験 発展例題 34 間隔dの複スリットA, Bに, 垂直に波長の同 位相のレーザー光をあてたところ, スリットからし 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α,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 指針 薄膜中の光の波長は入/n になるが、 光学距離を用いて, 空気中と変わらず波長はと 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。 解説 図のように 中央の明線が下向きに x′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'-α)+na AO'-BO'=(n-1)a 経路差は, AO'-BO'=dx' / と表されるので, 1 } AI B x' = る(正立の実像)。 ちら側にどれだけずれたか。 0はABの垂直二等分線とスクリーンとの交点であり, d<l, a <1とする。 a n d=(n-1) a (n-1)al d LAS ここでn>1 であり, x'>0となるので, 明線は下側にずれる。 したがって, 明線は下側に (注) BO′ と薄膜は垂直ではないが, alであり, O'は中央付近の明線なので, BO′の薄膜中の部 分にある長さはαと近似できる。 a ● 発展問題 423 n 12 BO'-a 1 (n-1) al d 10′ だけずれる。 章 波動

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物理 高校生

光の干渉に関する問題です。 問4のVの向きがx方向正の向きになる理由が知りたいです。 よろしくお願いします。

次の文を読み、以下の問いに答えよ.して 身近にあるものを使って光の実験を行うため、次のA,B,Cを準備した。 A: 透明なアクリル樹脂の平板(厚み 5.0mm) を2枚重ねて留め具で固定したもの B:牛乳を少量混ぜて少し白濁させた水を入れた透明なペットボトル AMA C: レーザーポインター (波長532nmの緑色レーザー光を出す. 1nm =1×10~9 部屋を暗くしてBのペットボトルにCのレーザーポインターが発する光線を入射して みると, 液体全体が淡い緑色に光った. これは,水を白濁させている粒子によって入射し | され,いろいろな向きに進む光を生じた結果と考えられる 次に,図1のように B の光るペットボトルを A のアクリル板に映してみると,ペット ボトルの像に重なって明暗の縞(しま)模様が見えた.Aに対するBからの光の入射角と反 射角がほぼ0であるような配置で観察すると,図2に示す楕円のような形をした縞模様が 見えた.このとき,アクリル板どうしが密着するようにAを両面から指で押すと,縞模様 の位置や形に変化が生じた.アクリル板1枚だけを用いて実験した場合には縞模様は現れ なかった. B C 図 1 I 図2 cook m) このような縞模様が現れた原因として,2枚のアクリル板の間に薄い空気層があり,空 気層の厚さが場所によって変化していることが考えられる.図3のように、アクリル板1 の中を進んできた入射光は,一部が空気層との境界Iで反射され、残りの一部が空気層に 進みアクリル板2との境界Jで反射される。観測者はこれら2つの反射光の重ね合わせを 見ることになるが, 2つの反射光には経路差による位相の差が生じている.また, 空気と アクリル樹脂の屈折率はそれぞれ 1.0 と 1.5 なので イで反射するときにウ [rad] の位相の差が加わる.このように, 複数の波動が重なり合い特定の場所で強め合う (または弱め合う)現象を という.

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物理 高校生

赤丸の問題が分かりません。答えはm=2です。 私はΔl=3√3d/2(=定数)であることから714(m+1/2)=429(m+3/2)と立式したのですが、答えが求まりませんでした。

薄膜における光の干渉は, シャボン玉の色付きなどに見られる身近な現象であるとともに、 膜厚計測など工学的にも重要な現象である。 図1のように, 屈折率 n, 厚さdの透明なフィ ルムに対して,入射角 Q1で波長の単色平面波の光が入射する場合を考える.ただし 262 n> 1 とし,nは波長によらず一定とする. 経路 Ⅰ 経路ⅡI 日 2 B 図 1 C 検出器 BY フィルム 0JJS bar ASTRO AR TEKS TERRES OD TUALE (い)の [1] 下記の経路I, 経路ⅡI を進む光について考える. フィルム周囲の媒質は屈折率 1.00 の空気とする. 以下の問いに答えよ. 経路 Ⅰ : 点Aで屈折し, 点 B で反射し、点Cで屈折して点Dに達する経路 経路ⅡI: 点A'を通り, 点Cで反射し、 点Dに達する経路 (1)経路Iの点Aで屈折した光は,屈折角 62 の方向に進んだ. sing を n, Q を用い て表せ. (2) 経路Iの各点 A, B, C および経路ⅡIの点Cを光が通過する前後における波長および 位相の変化について,最も適切な選択肢を以下の①~⑥の中から選べ.同じ選択肢を複 数回選択してもよい。 波長は長くなり, 位相は変わらない. (2) 波長は長くなり,位相は 180° ずれる . (3) 波長は変わらず、 位相も変わらない. (4) 波長は変わらず, 位相は 180° ずれる . (5) 波長は短くなり, 位相は変わらない. (6) 波長は短くなり,位相は180° ずれる.

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物理 高校生

この問題の4の⑴の③と⑵の①②がわかりません。解説も載せておくので意味を教えてください。また、別の解き方でも教えて欲しいです。

-80% 80% 4 炭素を用いた酸化銅の還元, 化学変化と質量 単元横断 物質の質量の変化を調べるために、次の実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 (青森) 実験 1 a~eの班で,それぞれ酸化銅の粉末 4.80gに異なる質量の炭素粉末を 図1 よく混ぜて混合物とし, 図1のような装置を用いて加熱したところ,どの班でも 二酸化炭素が発生した。 しばらくするといずれの班も気体の発生が止まり 班 の混合物だけがすべて赤色の銅に変化していた。 次の表は, 加熱前に混ぜた炭素 粉末の質量と加熱後の試験管に残った粉末の質量をまとめたものである。 班 混ぜた炭素粉末の質量 〔g〕 0.12 0.24 0.36 0.48 0.60 試験管に残った粉末の質量 〔g〕 4.48 4.16 3.84 3.96 4.08 4801 実験2 図2のような装置を用いて, 銅粉 3.00gを加熱し、質量をはかったところ,図2 3.70gであった。 ステンレス皿 (1) 実験1について,次の ①~③に答えなさい。 めいしょう ① 下線部の化学変化によって酸化された物質の名称を書きなさい。 記述 次の文は, 下線部の化学変化で, 二酸化炭素が生じた理由について述べた ガスバーナー ものである。文中の ( に適切な内容を炭素,銅,酸素の3つの語句を用いて 書きなさい。 1)3 エント a b g (2) ① C d e ガイド p.26 27 2 結びつきやすいから。 (3) c班の試験管では, 酸化銅も炭素も残らず化学変化し, 二酸化炭素と銅だけが生じた。 b班の試験管には, 何gの銅が生じたか, 求めなさい。 ただし,試験管中の気体の酸素は考えないものとする。 (2) 実験1,2の結果をもとに、 次の文章中の①, ②に入る適切な数値を, それぞれ書きなさい。 ただし, ②は,小数第3位を四捨五入して書くこと。ヒント ししゃごにゅう 実験2で、 銅粉に結びついた酸素の質量は、 ①gである。この結びついた酸素すべてを実験1の化学 のぞ 変化を利用してとり除くためには,炭素粉末が少なくとも ②g必要であると考えられる。 <7点×5 1① ② 酸化銅と炭素粉末の混合物 銅粉 3 (2) 周囲の熱を吸収するので、周囲の温度が下がる反応です。 4 (2) c班の結果より, 4.80gの酸化銅が3.84gの銅に変化しているので, 0.36gの炭素と過不足なく結びついた酸素の質量は、 4.80-3.84 = 0.96〔g〕です。

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