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

物理の波動の問題です。 黄色マーカーの箇所の「時間t1で歯車は1/(2n)回転している」が分かりません。 なぜそう判断できるのでしょうか？

XCC へ 391. フィゾーの光速測定 図の装置にお 鏡 いて 歯車がゆっくり回転しているとき 光源からの光は,回転歯車の歯の間を通り 抜け,鏡で反射されて再びもとと同じ歯の 間を通り抜ける。 歯車の回転が速くなると,光が鏡まで往復する間に歯が動き, 反射光 が次の歯にさえぎられて光源までもどらなくなる。 歯車と鏡の間の距離を 8.63×10m とし､歯の数が720 個の歯車を用いて, 歯車の回転数をしだいに大きくしていくと、回 転が毎秒 12.6 回のときにはじめて反射光がもどらなくなった。 光の速さはいくらか。 光源 回転歯車 EEJ

物理重要問題集79番(3)について質問です。 解説を呼んだのですが、「圧力が常にp_0である点は定在波の腹である。」が分かりません。何故そうなるのですか？

必解 79. 〈音波の性質〉 図1 上図のように原点Oにスピーカーを置き, 一定の振幅で, 一定の振動数の音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 4° スピーカー pt 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x 軸上 (x>0)の各点で圧力の時間変化を測定する。 ある時刻において, x軸上 (x>0)の点P付近の空気の圧力が をxの関数として調べたところ, 図1下図のグラフのようになっ した。ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く, また音波が存 在しないときの大気の圧力をo とする。圧力が最大値をとる x=xo から,次に最大値をとる x=xe までのxの区間を8等分 し, x1, x2, ..., X7と順にx座標を定める。 点P付近の拡大図 図1 (1) x から までの各位置の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置, およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。 次に点Pで空気の圧力の時間変化を調べたところ、図2のグ ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻t=to から, 次に最大値をとる時刻 t=te までの1周期を8等分し, ts, t2, ., Polf5 tと順に時刻を定める。 to ti to (2) から tsまでの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も Poss xox1 X2 P X3 X4 X5 t3 ta ts 図2 P 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように, 原点Oから見て点Pより遠い側の位置に,x軸 に対して垂直に反射板を置くと、 圧力が時間とともに変わらず常 にとなる点がx軸上に等間隔に並んだ。 (3) これらの隣接する点の間隔dはいくらか。 なお,音波の速さ をcとする (4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3) で求めたdは増加した。 その理由を説明せよ。 X7 X8 X6 to t7 ts 反射板 図3 X

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.

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.

(2)どの波とどの波が干渉するのですか？45度の反射光と50度の回折光だとしたらふたつが交わらなくて観測点無くないですか？

元にもどしスクリーン [ [] 425. 回折格子■鏡にd=1.0×10mmの間隔ですじを引いた反射型の回折格子がある。 これに単色光をあて,スクリーンに向かわせる (図1)。 図2には, 入射角iで入射して 角ヶの方向に進む回折光を示す。 (1)の( )に適切な式,語句を入れ, (2) に答えよ。 経路 1 経路 2 入射光 回折光 する。 反射面 (16. 大阪医科大改) Ai すじ 図1 回折格子 図2 (1) 図2の点A(反射直前)とBで光の位相は等しい。 d, i, r を用いて AD と BC の長 さを表すと, AD = ( ① ) BC = ( ② )である。 経路12の経路差は(③) となる。 2つの経路の光が強めあうのは, 経路差が波長の ( ④ ) 倍のときである。 (2) 入射角i=45°のとき, 反射角45° で反射して強めあう光の位置に対して, すぐ隣の 強めあう回折光の角度はr=50° であった。 この単色光の波長は何mmか。 sin45°= 0.707, sin50°=0.766 として, 有効数字2桁で答えよ。 (富山大改) B IC 第Ⅴ章 波動

(2)の問題で解説に書いてある入射波がなぜ1.0mから始まるのが分かりません誰か教えてください！ お願いします！

✓ 基本例題25 正弦波の反射 図の点Oに波源があり, x軸の正の向きに 正弦波を送り出す。 端Aは自由端である。 波 out 源が振幅 0.20mで単振動を始めて 0.40s が H H 経過したとき,正弦波の先端が点Pに達した。 -0.20 (1) 波の速さはいくらか。 (2) 図の状態から, 0.60s 後に観察される波形を図示せよ。 指針 (1) 波は 0.40s で1波長分(2.0m) 進んでいる。「= -1」を用いる。 T (2) 反射がおこらないとしたときの 0.60s後の 波形を描き, 自由端に対して線対称に折り返し たものが反射波となる。 観察される波形は,こ の反射波と入射波を合成したものである。 「解説」 (1) 図から0.40s後に, 1波長の 波が生じている。 周期 T = 0.40s, 波長 i=2.0mである。波の速さをv[m/s] として, 入 2.0 v= -= 5.0m/s T 0.40 基本問題 198, 199 PA 1 x[m] 4.0 y[m〕↑ 0.20 0 an 自由端 (2) 反射がおこらないとしたとき, 波の先端は, Pから 5.0 × 0.60=3.0m先まで達する。 した がって,観察される波形は図のようになる。 KOON SAIN y[m〕↑ 反射波入射波｣ 観察される波形 0.20 20 0 3.0 x[m] 1.0 2.0 14.0 5.0 -0.20 /1.0 2.0 3.0

私が積分が不得意な読者であるため答えが出せません。わかる方いらっしゃいましたらご教授お願いします。まぁ、いないと思いますが。 答えはついてないのでわかりません！

rol1次元の系において, 波動関数がず(x) = c/(x°+a°) のような形に表され そいるとする.ここで,係数cを規格化の条件から決めなさい,またこの場合, 運動量の期待値く>と2乗の期待値くが>を求めなさい,(定積分は複素積分を 利用するか,部分積分を行うことによって求められる。積分が不得意な読者は 式を書くに留め,値を求めなくてもよい。)

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

正弦波の伝わる速さvはλ/Tで求まることから、波は1周期に1波長分進むんですかね？