次の問題の左下で何故波長は青線の様になるのでしょうか？どなたか解説お願いします🙇‍♂️

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。 (1) 反射光が強めあう場合の、 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けると, 膜に垂直に入 射させた光の反射光は強めあうか, 弱めあうか。 指針 薄膜の上面, 下面での反射光が干渉 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。 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 入'/2の (2m+1) 倍のときに反射光が強めあう λ' 2d=(2m+1) = (2m+1). ...① 2n ■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, 反射光の位相がずれ る。 薄膜の上面Aにおける反射では位相がず れ,下面Bにおける反 ずれる 射では位相は変化しな い。 薄膜中の波長は, '] = 入/nである。 膜厚 最小の厚さはm=0のときなので,各数値を代 入して, 6.0×10 -7 2d=(0+1) d=1.0×10-7m 2×1.5 A 変化しない B (2) 薄膜の上面, 下面のそれぞれで, 反射光の位 相がずれる。 したがって, 式 ① は弱めあう条 件となる。 弱めあう

(2)について質問です 2枚目が解答なのですが、オレンジの線を引いてるところが分かりません。なぜmは同じになるといいきれるのですか？？

(カ) 354 マイケルソン干渉計■ 図のように,光源 Sを出た波長の単色光が, Sから距離 Ls にある 半透鏡Hにより上方への反射光と右方への透過光の光源S 2つに分けられる。 反射光は,Hから距離 LAに固 定された鏡Aで反射して同じ経路をもどり,一部が Hを透過してHから距離 LD 離れた検出器Dに到達 する。 一方, Sを出てHを右方へ透過した光は, 鏡 D [兵庫県大 改] 347 鏡ATE LA 鏡 B 半透鏡H -LS- -LB- AL AL LD 検出器 D Bで反射して同じ経路をもどり、一部がHで反射してDに到達する。 これら2つの光が 干渉する。 初めのHからBまでの距離は LB (LB>LA) で, Bは左右に動かすことができ る。Hの厚さは無視でき, 鏡および半透鏡において光の位相は変わらないものとする。 X Bを少しずつHに近づけるとDで検出される光の強さは単調に増加し, ALだけ動い たとき,最大となった。 逆に, Bを少しずつHから遠ざけると光の強さは単調に減少 し,初めの位置から 4L だけ動いたとき最小となった。 波長をALで表せ。 Bを初めの位置にもどし, 波長を入から少しずつ大きくしていく。 Dで検出される 光の強さは単調に増加し,+4のとき最大となった。 LB-L』を入とで表せ。 次に,光の波長を入にもどし, Bを初めの位置から動かして, Hからの距離がL』 に 等しくなるまで少しずつ動かした。 この間のDで検出される光の強さを観測すると, 250 回最小値をとることがわかった。 このとき,(2)における入と 4入の比を求め よ。 入 [16 新潟大 改] ヒント 353(2)隣りあう2つのスリットを通る光の経路差= (回折後の経路差) (入射前の経路差) 354 (3)250 回目の最小値をとったときの,HとBの距離はLa+24Lであり,最小値は 44L ご とに現れる。

色塗ってるとこの式変形分からないので教えてください！お願いします

こると A cosx と 点dでは CA の媒質の 2πA T -=2U 振動から遅 yは、時刻における原 点での変位に等しい。 ゆえに y=Asin- sin 27 (t-x) ひ ) 波が原点から固定端を経て位置xに伝わるのにかかる時間は,原点から L+(L-x)=2L-xだけ移動しているので、 (3) 2L-x V であるA また,固定端反射では波の位相がずれることから, 時刻における位置x での反射波の変位 y2 は, 時刻t-2-xにおける原点の変位の位相を けずらしたものになる。 2π T Asin (27 (1-21-x)+x|--Asin 2 (1-21-x)on ※B 2L よって y=Asin (4) (2) (3)の合成波の変位をyとすると 277 y=+32=Asin (-)+(-Asin 2(-2-x) T 2π =2Asin T 2L-x V 2 COS 2L- 2π V T 2 <<-A 0 =2Asin となる。 この式において 2Asin T L. cos cos 27 (t-L) 2 (1-x)は振動の位置 x での振幅を表 =(-1)x Asin(ユ ◆ B (2)の結果を直接用いる形の解 法は、彼が原点からx=L で反射して位置まで進む距 離は (2L-x) 固定端にお ける反射で位相がずれるの で、変位は (−1)倍される (位 相が反転する)。 以上より ( のxを (2L-x) にかえて. 変位ys を (-1)倍したもの が yとなる。 t- は時刻に依存した振動を表すので, 波形の進行しない L sin 2x (L-x) cos 2-(1-1) 定在波とわかる。 (5)定在波が最大振幅になるのは COS 2 (t-1)=±1 のときだから y=±2Asin T 2x (L-x) 5 <-%C 固定端は定在波の節節 y= ±2A sin 2x(x) (1)の結果,入=vT と L=2』 を用いると 54 L=±2.Asin2 )= ±2A sin 2x() の最大振幅は2Aである 記の定在波の特徴を用い 図することもできる)。 2A- = 士24sin (12/26) 5 5x 2L 5π =2A cos -x 2L 0 1 5 よって、波形は図a の実線または破線のようになるC -2A セント 75 〈円形波の反射〉 (1) 「反射の際、波の振幅および位相は変わらない反射波は器壁に対して点①と対称な点を波源とする波と同 (2) 反射の際に位相が変わらないので、「2つの波が弱めあう条件』(経路差)=(半波長)×奇数 (3)波源から遠くなると2つの波の経路差は小さくなる。(5)(L上の節の数)=(Oと壁の間にある節の数) (10) ドップラー効果は波源と観測者を結ぶ方向の速度成分によって起こる。 物理重要問題集

経路差が屈折率nの所のみだったら光路差＝経路差×屈折率nですか？

薄膜干渉って、光路差なら同一波面上を考慮して2dcosθ×nでいいと思うんですけど、経路差ならただの道のりの差だから2dcosθにならないと思うんですけどどうして2dcosθになるんですか？島根大学の令和3年度の過去問大門2に載ってます。文だと僕の頭では理解が出来ないと思う... 続きを読む

薄膜干渉の問題で、経路差を求めろと言われたらどうすればいいんですか？光路差を求めても大丈夫ですか？バツにされたりしませんか？

(3)で最終的に言いたいことは、θ=θ0だからθで入射して屈折することなく直進した先にm=0のときの明線ができるってことですか？ あと、問題にはなっていませんが、ガラスと空気中では屈折率が異なるのにλは変化しないんでしょうか？(媒質が変わらないから変化しないのかなと思ったん... 続きを読む

353折格子 回折格 回折格子に平面波の光を当てると, 子の後方に置かれたスクリーン上に干渉縞が現れる。 じま 回折格子 の断面 00 スリット間隔 (格子定数) dの回折格子に, 波長の平面波の光 を当てたとき,明線の方向が回折格子の法線となす角を0とする。 (1)入射光を回折格子に垂直に当てたとき, sin を入, d および 整数を用いて表せ。 00- 2 図1のように入射光の方向を角度 6。 だけ傾けて回折格子に当 てたとき、回折前後の波面を考え, 隣りあうスリットを通過す」 図1 る光の経路差を求めることにより, sin0を0,入, d, および整数mを用いて表せ。 (2)において、入射光の進行方向と=0の明線ができる方向とのなす角を求めよ。 40=30°= 0.4d のとき, 明線の方向として最も適当なものを図2の(ア)~(カ)の中か ら1つ選べ。 図2 回折格子 * の法線 明線の * 入射光 方向 (ア) (イ) (ウ) (エ) (オ) (力) [兵庫県大 改] -347 物

250回目の最小値をとったときにHとBの距離はなぜLA+2ΔLになるのですか？ 最小値が4Δlごとにあらわれるのが分かりません💦

<tttttt EXI 図2 一光線の空 リットが きいと 率力の れは子供 改 354 マイケルソン干渉計 Sを出た波長入の単色光が,Sから距離 Ls にある [兵庫県大 改] 347 図のように,光源 鏡 A LA 鏡B 半透鏡 H -22- ←Ls -LB- AL AL LD 検出器 D 半透鏡Hにより上方への反射光と右方への透過光 光源 S 2つに分けられる。 反射光は,Hから距離 LA に固 定された鏡Aで反射して同じ経路をもどり、一部が Hを透過してHから距離LD 離れた検出器Dに到達 する。一方, Sを出てHを右方へ透過した光は,鏡 Bで反射して同じ経路をもどり、一部がHで反射してDに到達する。 これら2つの光が 干渉する。 初めのHからBまでの距離はLB (LB> LA) で, Bは左右に動かすことができ る。Hの厚さは無視でき, 鏡および半透鏡において光の位相は変わらないものとする。 )Bを少しずつHに近づけるとDで検出される光の強さは単調に増加し, 4Lだけ動い たとき,最大となった。 逆に, Bを少しずつHから遠ざけると光の強さは単調に減少 し、初めの位置から4Lだけ動いたとき最小となった。 波長を4Lで表せ。 Bを初めの位置にもどし, 波長を入から少しずつ大きくしていく。 Dで検出される 光の強さは単調に増加し, +4のとき最大となった。 LB-LAを入と 4入で表せ。 (3) 次に, 光の波長を入にもどし, Bを初めの位置から動かして, Hからの距離がL』に 等しくなるまで少しずつ動かした。 この間のDで検出される光の強さを観測すると, 250 回最小値をとることがわかった。 このとき,(2)における入との比を求め [16 新潟大 改] よ。 ヒント 353(2)隣りあう2つのスリットを通る光の経路差= | (回折後の経路差)-(入射前の経路差)| 354 (3)250回目の最小値をとったときの,HとBの距離はLA +24Lであり、最小値は 44L ご とに現れる。

物理です至急お願いします、 教科書の問題を解いたのですが答えが見つからないので正しいか見てほしいです。

例題 8 ヤングの実験 2枚のついたてA, B を平行に立て, Aにはス リット So, B には狭い間隔 dでスリット S1 S2 が備えられている。 Bから距離Lはなして, A, Bに平行にスクリーンCを置く。 S の左側の 光源から、波長の単色光 (赤色) を送ると, C に明暗の縞模様が観察された。 S1, S2 の垂直 等分線とCとの交点をOとする。 So から S, 光源 S2 までの距離は等しく, L≫ d とする。 次の各問に答えよ。 S₁ L B (1) 点0から上向きに距離 x はなれた点をPとする。 S, S2 から点Pまでの光の経路差を, d, L, を用いて表せ。 ただし, L≫x とし, 0が十分に小さいとき, sin0≒tan が成り立つことを用 いよ。 (2)点から上向きに数えて1番目の明線と点0との間の距離を求めよ。 目 光 仮 ト 求 準 10 75 ① 指針 S, S2 から点Pまでの2本の光の経路は,L≫dなので,平行とみなし、経路差を考える。 2 この経路差が波長の整数倍のときに,2つの光は強めあう。 解 (1)S1, S2 から点Pまでの光の経 路は, L≫dであり, 平行とみなすこと ができる。 したがって, 図のように, 経 路差は dsin である。 0は十分に小さ いので, 近似式を用いると, L x dsin0≒dtan0=d ...1 P Sz 0 0 S₁I 経路差 dsin 0-m) (2)点から数えて1番目の明線は, S, S2 からの経路差が入となる位置にできる。 求める距離を x' とすると, 式 ① を用いて, L x'= L入 d 類題 8 ヤングの実験で, 間隔が0.50mmのスリットに単色光を入射させたところ, 1.5m はなれた スリットに平行なスクリーン上の中央付近に、間隔が1.8mmの干渉縞が観察された。この光の 波長を求めよ。 ③ 15 20 TRY 干渉縞のようすを考えよう 例題8において,次の (ア)~ (エ)に示すように実験条件を変えた場合, 点0から数えて1番目 この明線の位置は、0に近づくか, 0から遠ざかるか, それとも変わらないか。 理由とともに答 25 えよ。 (ア) スリットの間隔dを大きくした場合 A = L とざかる (イ)スリットからスクリーンまでの距離Lを大きくした場合 近づく (ウ)光源の単色光を赤色から青色のものに変えた場合→小さくなるか (エ) BC 間を屈折率n (1) の液体で満たした場合 202 第II章 波動 ・きょり→丈 入は小さくなる→ちがおく 4 スク

⑶のsinの値はtanと近似していますか？θ大きいはずなのになぜ近似できるのでしょうか。

64 94 格子定数dの回折格子に垂直に単色光を 入射させ, 入射光の進行方向と回折光の進行 方向のなす角度を0として,円筒状スクリー ン上に現れる明線を-60°<<60°の範囲で 観測する。 回折格子の位置を原点として 入射光および円筒の中心軸に垂直な方向にx 軸を定める。 Ax[m] 1.0- 回折格子 単色光 の 0 -1.0- スクリーン 1.0 図1 (1) d=1.2×10m の回折格子に, 波長 = 6.0×10-7mの光を入射さ せたとき,スクリーン上(-60°<8 <60°)に現れる明線の数は何本か。 (2) 格子定数が分かっていない回折格子に取 x〔m〕 り替えた。この回折格子に,赤色の単色光 と青色の単色光を同時に入射させたところ, スクリーンの0° <<60°の範囲には, 図 2のP,Q,R の位置にのみ明線が観測さ れた。3本の明線のうち, 青色の明線はど れか。 次のうちから選べ。 1.0' R 0.64 0.48 0.32 P ------- スクリーン jo 図2 ①Pのみ ②Qのみ (3) R のみ (4) PとQ (5 QとR ⑥ PとR いや (3) (2)において, 赤色の波長を入n=6.8×107mとする。 格子定数を求 めよ。 (センター試験)