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物理 高校生

光の干渉の問題です。 屈折率nが1より大きいか小さいかはどこでわかりますか?

基本例題 68 薄膜による光の干渉 339,340 図のように,屈折率n, 厚さdの薄膜を,屈 大気 折率がnより大きい物質の表面につけたものが ある。 波長入の単色光を, 屈折率1の大気側か ら,この薄膜に入射角iで入射させた。 E 薄膜 (1) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 は逆になるか。それとも変わらないか。 屈折率n 物質 B (2) 点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と, 点Cで反射する光について 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角を用いてそれぞれ表せ。 (3) (2) , 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。 (4) 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。 指針点 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 (3) 点Bと点Cの反射で, ともに位相が逆に の媒質へ入射する場合なので, 反 なるので,暗く見えるための条件式を, 光 射の際, 位相は逆になる。 路差で考えれば 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。 2nd cosr=m+ = (m+/1/2) ² 1 (m=0, 1, 2, ...) H (2) 図より 注 経路差では 2dcosr=m+- (m + 1/2 ) ²/1/2 2n 経路差 (4)r=0°より cosr=1 だから, ① 式より =DB+BC A C =DC' 2nd=(m + 2)a 12 r/D =2dcosr 最小の膜の厚さは,m=0 より 光路差 2nd = 1/2/2 入 to bella よって d=- = n × 経路差 4n =2nd cosr B 物

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物理 高校生

初速度V0で打ち出した後AB間でもV0で等速円運動をするらしいのですが何故ですか?AB間では速さが変わると思いながら解いていたら間違えました。 2枚目はエッセンスの引用ですがこの図のように今回も速さが変わると考えましたが、何が違ったのか分かりません。

3 (配点34点) 図1のように,水平面上に一辺の長さがRの表面がなめらかな正方形タイルを3枚 横に並べ、その上にタイルに垂直に薄いなめらかな壁 OAB を取り付けた。 OA 間は直 線,AB間は半径が R の円周の 1/2になっており,点Aで壁はなめらかにつながってい る。質量mの小球P を, 点0 から壁に沿って速さひ。 で打ち出した。その後の小球P の運動について, 以下の問に答えよ。 水平面 B R P(m) Vo R A 図 1 問1 小球P が AB間で等速円運動しているときの加速度の大きさを求めよ。 また, このときに小球Pが壁から受ける力の大きさを求めよ。 問2 小球Pが点Aを通過してから点B に達するまでの時間を求めよ。 図2のように,一番左のタイルを表面があらいタイルに取り換えた。 小球Pとタイ ルとの間の動摩擦係数はμである。小球Pを点Oから速さひ で打ち出したところ, P は点 B に達したときにちょうど速さが0になった。 以下では,重力加速度 のとする

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