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物理 高校生

物理の薄膜による干渉の問題です。 写真3枚目、(8)の「m=0ではiを大きくしたときに次の極大点を取り得ない」というところの理由が分かりません。 m=0のとき光路差はちょうど半波長になると思いますが、このとき入射光を大きくしても、干渉光が再び最大の明るさになることはないとい... 続きを読む

12光 991.〈薄膜による光の干渉〉 図1に示すように,空気中で水平面上に置かれた屈折率 n の平坦なガラ (1) ス板の上に,屈折率 n で一様な厚さdをもつ薄膜が広がっている。波長 の単色光を薄膜表面に対して垂直に入射させ,薄膜の上面で反射する光線 ① 空気 と。薄膜とガラス板の間の平坦な境界面で反射する光線②の干渉を考える。 光線①と光線②が干渉して生じた光のことを干渉光とよぶ。いま,空気の屈 折率を1とし,n>n>1 の場合を考える。 屈折率 n1, n2 が光の波長によっ て変わらないとして,次の問いに答えよ。 薄膜 (2) (1)薄膜中の光の波長 入 を, n1, 入。 を用いて表せ。 (2)薄膜の厚さを0から連続的に増していくと, 光線 ①と光線 ② からなる干渉光は,強めあっ て明るくなったり,弱めあって暗くなったりした。 干渉光の明るさがん回目の極大となっ たときの薄膜の厚さ dk を, n1, do, k (k=1,2,3, ・・・) を用いて表せ。 (3) 薄膜の厚さ dk のときに, 入射する単色光の波長を入から短くしていくと, 干渉光は一度 暗くなった後,再び明るくなり極大となった。 このときの入射光の波長入を 入o, kを用 いて表せ。 13 14 (4) (3)の観測において,入射光が入。=500nmで明るかった干渉光は、波長を短くしていくと, 一度暗くなった後, A2=433nm で再び明るくなった。 薄膜の屈折率を n = 2.0 として 波 73 の厚さdkの値を求めよ。 次に,図2に示すように, 波長入 の単色光を薄膜表面の法線に対 して入射角(i<90°)で入射させた。このとき,薄膜の上面で反 射する光線 ① と, 薄膜の上面において屈折角で屈折して薄膜とガ ラス板の間の平坦な境界で反射し、薄膜の上面に出てくる光線②と の干渉を考える。 これらの光線は図中の点 A1, A2 において同位相 であるとする。 図2 (5) 薄膜の屈折率 n, 入射角i, 屈折角の間の関係式を示せ。 (6) 光線①と光線②の干渉光が強めあって明るくなる条件を,屈折角 1,屈折率 n, 厚さd, 入射光の波長 入と整数m (m=0, 1 2 3 ) を用いて表せ。 (7) (6)の条件を,入射角i,屈折率n,厚さd,入射光の波長 入と整数m (m=0,1,2,3, ・・・) を用いて表せ。 (8) 垂直入射(入射角 i=0°) で明るかった干渉光は入射角を大きくしていくと,一度暗 くなった後、再び明るくなり極大となった。このときの入射角を i=i としたとき、ふと 薄膜の屈折率 n1, 整数mが満たす関係式を求めよ。 ①1 空気 薄膜 ガラス板 ガラス板 図 1 法線 法線 A [17 大阪府大改]

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化学 高校生

問3で、振動しない点を求めるとき模範解答は、図を頼りにして、l₁-l₂=-5/2λ、-3/2λ、±1/2λの4つだと言っていると思うのですが、緊張してるときとか、ズレて書き込んで5本とかやっちゃう可能性もありますよね? もっと幾何的な解法とかないですかね? (落書きは無視... 続きを読む

第3回 物 理 第3問 波の干渉に関する次の文章(A·B)を読み、下の問い(問1~5に答えよ。 (配点 25) 問2 線分 AB上には定常波(定在波)ができた。この定常波の隣り合う節と節 の間隔は何 cm か。最も適当な数値を,次の0~6のうちから一つ選べ。 の A 十分に広くて深さが一定の水槽がある。図1は 水を入れた水槽を上から見た 16 Cm 国で, A. B, Pは水面上の点である。点人と点Bに波源を置き.同位相,同 し旅幅。同じの.50の周期で上下に振動させると,点Aと点Bを中心として、 0 5 の /10 の 15 O 20 6 25 6 30 *れぞれ渡長20 cmで波面が円形の水面波が発生した。点Aと点Bの距離は 0cm であった。また, 点Bと点Pの距離は 80 cmで, ZABP三 であった。 なお、生じた水面波は減棄することなく伝わるものとする。 問3 線分 AP上にはほとんど振動しない点が生じた。その個数として最も適当 なものを,次の①~6のうちから一つ選べ。 17 個 0 0 0 1 2 2 3 3 の 4 6 5 6)6 水面 MAA 80 cm ハ=fa 60 cm T ニ 図 1 0J 問1 水面波の伝わる速さは何 cm/sか。 最も適当な数値を, 次の① ちから一つ選べ。 ~6のう 15 |cm/s 0 10 の 20 3 30 O 40 6 50 6 60 90l0

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