(2)のDでの位相の変化がπになるのは何故ですか？ 屈折率がより大きい媒質との境界面で反射する時に位相がπズレるのでは無いのでしょうか。

412. 薄膜の干渉 空気中を進んできた単色光が, 油膜 の表面, および裏面で反射する。 油膜への入射角を Q1, 屈折角を 62, 光の波長を入, 油膜の厚さをd, 油の屈折 率をnとする。 nは水の屈折率よりも大きいとして 次 の各問に答えよ。 空気 油 n 0₁ A 日 2 A' B ©2020Viacom I 02.02 CA (1) 油膜中での光の波長はいくらか。 水 (2) 点C, および点Dで反射する光の位相の変化は, そ れぞれいくらか。 (3) 光の屈折によって、波面 AA'は油膜中で波面 BD になる。 油膜の裏面で反射する d 0₂ 光が余分に通る経路 BC+CD を求めよ。 (4) 膜の表面、および裏面で反射した光は、点Dで出あって干渉する。m=0,1,2,…. として,反射光が強めあう条件式を示せ。 例題54

写真の問題についてですが、光路長を用いずに、立式しようとしたら、どのような式になりますか？(立式の際の考え方があると助かります)

se ** 55 * 波長の光を当て, スリット S の前に屈折率 n, 厚さDの薄膜を入れると中央の明線は上下どちらへずれ るか。 またずれの距離をd, l, n, D で表せ。 55 AI An S₁ 点A以後の光路差Lは L=(nD+S₁P)-(D+S₂P) =(n-1)D+(SP-SP) dx' =(n−1)D+· 1 L=miより x': いが増すと貝の値に =1/{m²(71) D}近づく はくまく 薄膜がない場合 (D=0 とすればよい) の x=lmi/dと比べると、 同じmに対し ては, n>1よりx' <x よって 下へずれる。 (n −1) DI ずれの距離は x-x'= d しま この値はm によらないから, 縞模様 は等間隔のまま全体が下へずれることが 分かる。 入 IS1

2つほど質問があります。 ①(1)の問題で、v^2-v0^2=-2axの式に当てはめたのですが、答えがちがいました。なぜこの式は使えないのでしょうか。 ②(2)の解説の別解部分であるところに、無限遠では、位置エネルギーは0になるからと書いてありますが、運動エネルギーはは... 続きを読む

解説 (1) 地球の質量をM, 物体の質量をmとする。 打ち上げた直 後と高さんの点に達したときとで,力学的エネルギー保存の法則の式 ・G を立てると, 12/2mv²+(-GMm Mm R+h h 2GM- GM=gR2 の関係から, v= v₁= √ R(R+h) (2) (1) ひの式において,分子, 分母をともにんで割ると OMA Vm) = - R +1 ・G づく。したがって, 速さv2 は, v2=√2gR Ma 日の 2gR である。 ここで, んを無限遠に近づけると, は0に近 R h R h 2gRh R+h (1) GM=gR2 の関係 は,mg=G- から得 られる｡ Mm R2 ● 別解 (2) 万有引力 による位置エネルギーは, 無限遠で0となるので, 力学的エネルギー保存の 法則からは 2 2 n v ₂². Mm R = 0 GM = gR2 の関係を用い T. v₂=√2gR

(5)解説で「⑤式において、θ＝135°にもかかわらずΔλ≒0となるのは〜」とあるのですが、なんでΔλが0に近づくとX線強度が跳ね上がるのですか？ (出典:難問題の系統とその解き方)

(i) 電圧 くなり ・飛び のよう たの) 傾きこん Wo h ら, 例題 コンプトン効果 電子の質量をm, プランク定数をん, 光速をcとして、以下の設問 に答えよ。なお, (1), (2) 以外は解法も簡潔に記すこと。 [A] 1923年, コンプトンは波長入のX線を金属薄膜に照射し、散乱さ れたX線の強度の角度分布を測定した。その結果の一部を模式的 に示したのが図1であり,X線が散乱されてもとの波長より長く なっている成分のあることが観測されている。 コンプトンはこの現象を,X線を粒子と考え、この粒子すなわ 光子と静止している電子との衝突と考えて解明した。 図1(a) X線強度 (X線の散乱角80°) 入 X線波長 図 1 (b) X線強度 (X線の散乱角0=135°) M 入。 入 X線波長 図2 入射光子 (19) O- 散乱光子 (1) O 反跳電子 (0) (1) 光子のエネルギーEと運動量P を,h, c, およびX線の波長入のう ち必要なものを用いて, それぞれ表せ。 (1-cos 0) を導け。 ただし、 (2) 散乱前後の光子の波長をそれぞれ入, 入] とし, 反跳電子の速さをか とし,入射方向に対するそれぞれの散乱角を,図2のように0.④と する。このとき,入射方向とそれに垂直な方向の運動量保存則を それぞれ記し,さらに、エネルギー保存則を記せ。 h (3) 41 (=A₁-A)=- 4 « 1 として、 do mc 近似を用いること｡ (4) 反跳電子の運動エネルギーの最大値T maxをm,hcおよびふを用 いて表せ。 (50=135°の図1(b) では, 波長入。 付近にもピークが見られる。波長の ピークが光子と金属中の電子との散乱によるのなら､山のピーク は光子と何との散乱と考えられるか。 理由も述べよ。 [B] 一方、電子の波動性については, 1924年ド・ブロイが予想し, 1927年デヴィッスンとジャーマーが検証した。 彼らは格子間隔dの 2-1 原子の構造 263

3番の光路長の部分が分かりません。なぜna+s1o-aになるのですか？

Od 応用問題 196 ヤングの実験 図1のよう な装置で, レーザー光線を光源として 用いる。 S, S2 はスリットで, その後 ろにスクリーン ABが置いてある。 スリット S と S2 の間隔をd〔m〕 ス リット板からスクリーン ABまでの 図 1 図2 距離をl[m〕 とし, lはdに比べて十分大きいとする。 また, 用いたレーザー光線の空気 中での波長を入〔m〕 とし、空気の屈折率を1.0 とする。 (1)スクリーン上の原点Oからその上の距離 x 〔m〕 の点をPとしたとき, スリットから 点Pまでの経路 SP と SP の光路差を求めよ。 lはxに比べても十分大きいとする。 (2) スクリーン AB 上に現れる干渉縞の間隔を求めよ。 じま 次に図2のように,スリット S」 のスクリーン側の面を,厚さα〔m〕,屈折率nの透明 な薄膜でおおったところ、干渉縞の中央明帯の位置がずれた。 A S2 O x IB (3) 薄膜でおおったときの中央明帯の位置のずれはどちら向きにどれほどか。 (4) 光の波長 入=4.0×10^7m, 薄膜の屈折率 n=1.2 のとき (3)の位置のずれは干渉縞 の間隔の2倍であった。このときの薄膜の厚さα〔m〕を求めよ。 [山口大改〕 190 2つに分け 定された鏡Aで反射して同 Hを透過してHから距離 する。一方,Sを出て Bで反射して同じ経路 干渉する。 初めのH る。 Hの厚さは無 (1) B を少しずつ、 たとき、最大 し、初めの (2) B を初め 光の強 (3) 次に, 等しく 250 F +6 ヒント

なぜBO'の光学距離がこのように表せられるのですか？

GAST AI 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1 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 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。 · 1 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'-α) + na である。 解説 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 中央の明線が下向きに 図のように AO'-BO'=(n-1)a 経路差は,AO'BO'=dx'/lと表されるので, B x'= a n d=(n-1) a (n-1) al d B n ■発展問題 423 BO'-a ai 1 0 (n-1)al d 10 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 - だけずれる。 (注) BO′ と薄膜は垂直ではないが, a <l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。 0′

(2)(3)が解説を読んだらますます意味がわかなくなっていったので教えてください。

411. レンズのコーティング めがねのレンズは、光の反射 反射光 をおさえるために, 表面に薄膜がつけられている。 屈折率 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, 波長の光を垂直に入射させる。 m=0, 12 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。 FOR CRUS ⑩2 (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。 n=1.4, 入=5.6×10-7mのとき, 透過光が強めあう最小のdを求めよ。 例題54 N 透過光 n-I 空気 薄膜 レンズn=

（2）が分かりません。 薄膜の上面、下面の位相がそれぞれπずれることは分かったんですけど何で弱め合うんですか？

→基本問題 214, 215 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。 次の各問に答えよ。 ABCO.Ter War (1) 反射光が強めあう場合の, 最小の膜の厚さはいくらか。 955 x (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けると、膜に垂直に入 CUTIVERE 射させた光の反射光は強めあうか、弱めあうか。

質問です！！ この屈折率は絶対屈折率ですか？相対屈折率ですか？ 相対屈折率なら問題の意味がわかるのですが，絶対屈折率ならわかりません！

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 6.0×10m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。 次の各問に答えよ。 (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。まず、膜内の波長が知りた 基本問題 411, 412 (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。

物理の光の干渉についての問題です。この問題の（1）の光路差の求め方がわからないです。「3枚目の図2での干渉は2枚目の図1と同じで2ndcosφになる」というのが理解できないです。どなたか教えていただけないでしょうか

24 波動 6 光の干渉 厚さd,屈折率nの透明な薄 膜が真空中に置かれている。 こ の薄膜に入射角0で波長の光 が入射し, その透過光が干渉に よって強め合うためには関係 式 (1) が成り立てばよい。 入射光 ただし,mは干渉の次数で正の整数とする。このとき,反射光は干渉 によって (2) いる。さて、次のような実験を行い, 屈折率nと厚 さdの値を求めたい。 透過光 薄膜 vel (1),(2) (3)~(5) ★ nt & Hint 反射光 d J まず, 入=682 〔nm〕 とし,入射角を45°にしたとき, 透過光が強め合 った。次に,入射角をそのままに保ち、1 を少しずつ減らし, 660 [nm] にしたとき,再び透過光が強め合った。 屈折率の値の変化は無視でき るので、初めの次数mは (3) とわかる。 また,1=682 [nm] に 保ち,入射角を45°から徐々に増して60°にしたとき, 透過光は再び強 め合ったとdの値を有効数字2桁まで求めれば, n= (4) d (5) 〔μm〕 となる。 (福井大)