この問題は、固定端で反射しているので、固定端の端は定在波の節となるからB,D,Fが節となるという考え方で合ってますか？？

157 正弦波の反射 x軸上を正の向きに進む正弦波 が、固定端Fで反射している。図は,ある時刻の入射波の みを示したものである。 このとき、入射波と反射波が重な ってできる定在波の節の位置はどこか。 記号で答えよ。 B CD

(4)のイのようなずらす考え方がいまいちわからないです。教えてください🙇

(東京理科大) *基図は縦波を表すグラフである。 x軸は媒質のつり合いの位置を,y軸 0.11 y [m] は左右への媒質の変位(右方向を正)を 表す。 -2 -1 0 1 2 /345x ン -0.1- E [m] 波は右へ速さ2m/sで進み, 波の先 端が自由端P(x=5mの位置) に達した時刻を t=0s とする。 (1)この波の周期はいくらか。 を用いで (2)t=0sにおいて,媒質の密度が最も疎である点のx座標を図の範囲 で答えよ。 の (3) 右方向の媒質の速度を正として時刻t=0sにおいて,各位置にお ける媒質の速度uの概略を,図の範囲内でグラフに描け。 (4)(ア) この波が自由端Pで反射して, 反射波の先端が点x=0mに達す る時刻を求めよ。 (1) その時刻において,図に示す各位置での変位をグラフに描け。 (ウ)x=0mにおける媒質変位の時間変化を 0≦t≦4.5s の範囲でグ ラフに描け。 (5)Pが固定端の場合について,前問 (イ), (ウ) のグラフを描け。 (名古屋市立大+信州大)

➖2分の1ってなんのことですか？半波長の意味がいまいちわかっていないのでどなたか説明よろしくお願いします

問3 図2のように、空気中に置かれたガラスの表面に薄膜を均一に塗布した。 空気の屈折 率はno=1.0, 薄膜は n = 1.5, ガラスはn=1.4である。この面に上から垂直に波長 λ= 3×10-7mの可視光を入射すると, 境界面 A で反射した光と境界面Bで反射 にあてはまる数値として最も適当な値 した光が干渉して強い反射光となった。3 を、次の選択肢 ①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし, 薄膜の厚さはd=2.0×10-7m, 可 視光の波長 [m] の範囲は3.6×10-<< 8.0 × 10-7 とする。 3 2 7=6.0×10-7 m-/1/2 M² (m- =)x 波長の光 反射光 空気 no 境界面 A 薄膜 dB ガラス2 図 2 ① 4.0+ ② 4.4 (3) 4.8 + ④ 5.2 55.6 6 6.0 ① 3)2

(2)～(4)[特に(3)(4)]が複雑に感じてしまいあまり理解できません。どうすればイメージがつかめるでしょうか……🙇

[知識] 414. 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 01, 屈折角を 02, 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する。 (1) 油膜中での光の波長はいくらか。 A' 空気 AN D ↑ B 油n d 02 O2 O21 (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。 C 水 (3) 光の屈折によって, 波面 AA' は油膜中で波面 BD 02 になる。油膜の裏面で反射する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で出会って干渉する。 m = 0, 1, 2, ... として,反射光が強めあう条件式を示せ。 例題55

(4)なぜθ=0°を代入するのですか？

必修 基礎問 62 薄膜の干渉Ⅱ 図1は波長の単色平行光線が, 空気中か らガラスの表面をおおう厚さdの薄膜に、入射 角0で入射したとき, 光が反射, 屈折 (屈折角 ゆ) する様子を示している。 空気と薄膜の境界 面上で反射する光はAA'DEの経路 を進み, 薄膜とガラスの境界面上で反射する光 入 A A' B 0 D 1 空気 B' n2 d 薄膜 22 C n3 ガラス 図 1 はB→B'→C→D→Eの経路を進む。 ここで, AB, A'B' はそれぞれ同 位相の波面である。空気, 薄膜の屈折率をそれぞれ1, 2 とし,n22はガラス の屈折率 n3 より小さいものとする。 (1) 光が点Cおよび点Dで反射するとき, 光の位相の変化量をそれぞれ答えよ。 (2)2つの反射光の光路差をもたらす部分の経路差をd, Φを用いて表せ。 (3)2つの経路から来た光が点Eで弱め合う条件をd, 0, n2, 入 を用いて表 せ。 ただし,m=0, 1, 2, ... とする。 (4) d=1.00×10-7 [m], n2=1.40 として, 白色光 を垂直に入射させた。 反射光のうち干渉で打ち消 し合う波長を求めることにより, 何色に色づいて 見えるか。 必要ならば、 図2の色相環を用いよ。 図2には円周に沿って [nm] 単位で色光の波長 を示している。 この図において,円の中心に対し 770nm 380nm 640nm 赤紫 430mm 橙 青 590 nm 黄 ** 550 nm 490mm 図2 色相環 て向き合っている2つの色光を混合した場合にも, 白色に見える。この これら2色は互いに補色(余色)であるという。 例えば、 白色光から 色が消えると補色の緑色に見える。 (甲南

（2）です。黄色マーカーがなぜ2がどこからきたのかわかりません

解 例題 90 絶対屈折率 1.5の油膜が水面に広がっ ている。この油膜に真上から波長 6.0×10-7mの単色光を当て、その反射 光を観察する。 空気の絶対屈折率は1.0, 水の絶対屈折率は1.3とする。 空気(1.0) 油 (1.5) 水 (1.3) (1)この光の油膜中での波長はいくらか。 (2) 油膜の表面での反射は固定端反射と同じであり、裏面(水との 境界)での反射は自由端反射と同じである。この光の反射光が強 め合う最小の油膜の厚さはいくらか。 (1) 屈折率 1.5の油膜中における光の波長は 16.0×10™ x'= == 1.5 1.5 4.0×10m 〔m〕 {2}屈折率の小さな空気から屈折率の大きな油へ進む光の反射では、固定端 反射と同じ反射が起こり、反射の際に半波長分のずれ(π[rad〕だけ位相 のずれ)が生じる。一方、屈折率の大きな油から屈折率の小さな水へ進む 光の反射では,自由端反射と同じ反射が起こる。このように、固定端反射 が1回ある場合の干渉条件は、 強め合い: (光路差) (m+ +1/2),弱め合い(光路差) mλ となる。ここで,入は真空中の波長、 は整数である。 油膜の表面で反射した光と、裏面で反射した光の光路差は油膜の厚さを dとして, 2×1.5xdとなり、反射による位相のずれを考慮して, 反射光 が強め合う条件は, 2x1.5xd=60×10×(m+1/2)(m=0,1,2, ...) d = 2.0 × 10x (m +) dの最小値は,m=0 とおいて do=2.0×107× = 1.0 × 10(m)

屈折率の変化は位相の変化に影響するけど、屈折では変化しないってどういうことですか？🤔

1.30-0.50 0.80 1.00-0.50 0.50-1.6 なお,各式を利用して数値計算すると, "=4.9m/s, ex=0.80, en=0.50 と求めることができる。 問5 順次、 検討する。 5 の答 ⑥ ①:光の速さはどんな媒質中よりも真空中が一番大きい(連 い)。 よって、 ①は正しい。 ②: 凸レンズの焦点距離を凸レンズと物体の距離をと し、実像の位置を作図する。 物体 焦点 a-f 凸レンズ 焦点 光軸・ 実像 この図より, a-ff, すなわち α>2f のとき, 物体より実 像の方が小さい。 よって, ②は誤っている。 ③:光の位相は反射で変化する場合があるが, 屈折で変化する ことはない。 よって, ③は正しい。 ④:光は,電場と磁場が進行方向に対して垂直に振動する波な ので横波である。 横波なので、一つの方向にだけ振動する偏光を つくることができる。 よって、④は正しい。 ⑤:光の分散は, 波長によって屈折率がわずかに異なることに よって生じる現象である。 雨上がりに虹が見えるのは、空中の水 滴によって光が屈折するときに分散が起こるからである。 よっ て, ⑤は正しい。 ⑥ : 可視光線は波長が短い順に, 紫色光, 青色光, ..., 橙色光, 赤色光となっている。 よって, ⑥は正しい。 2問 円運動 6 の答② 口

⑴はどうして1枚目のような式になりますか?私は2枚目のように解きました。絶対屈折率をかければ光路差になるので

例題 91 絶対屈折率1.5の油膜が水面に広がっ ている。 この油膜に真上から波長 6.0×10mの単色光を当て, その反射 光を観察する。 空気の絶対屈折率は1.0, 水の絶対屈折率は1.3とする。 (1)この光の油膜中での波長はいくらか。 空気 (1.0) 油 (1.5) 水 (1.3) (2) 油膜の表面での反射は固定端反射と同じであり、裏面(水との 境界)での反射は自由端反射と同じである。 この光の反射光が強 め合う最小の油膜の厚さはいくらか。 (1)屈折率 1.5の油膜中における光の波長は 6.0×10-7 λ'=- = 1.5 1.5 =4.0×10-7 〔m〕 図のよ に置かれ 薄膜に, αで入り る。 経 光と (1) (2) い (2) 屈折率の小さな空気から屈折率の大きな油へ進む光の反射では,固定端 反射と同じ反射が起こり, 反射の際に半波長分のずれ (π〔rad〕 だけ位相 のずれ)が生じる。一方, 屈折率の大きな油から屈折率の小さな水へ進む 光の反射では,自由端反射と同じ反射が起こる。このように、固定端反射 が1回ある場合の干渉条件は, 強め合い(光路差)=m+1)入 弱め合い : (光路差) = m入 , となる。ここで,入は真空中の波長は整数である。 油膜の表面で反射した光と、裏面で反射した光の光路差は油膜の厚さを dとして, 2×1.5×dとなり,反射による位相のずれを考慮して,反射光 が強め合う条件は, 2x1.5xd=6.0×10-7x (m+ n+1/2)(m=0,1,2, ...) d=2.0 × 10-¹× (m+) dの最小値 do は, m = 0 とおいて do = 2.0×107× 2 =1.0 × 10-7 (m) (1)

最後の行の式の変形のやり方が分かりません。

すだけ 出題パターン 45 波式 STAGE 12 の42 (p.141) のグラフで, x=0.9 〔m〕の位置に固定端を置 いたときの (1) 入射波 (2) 反射波の波の式を求めよ。 解答のポイント! 反射波は原点でのy-tグラフ(p.142 の(3)を参照) からつくる。 解法 (1) 波の式のつくり方3ステップ (y-x グラフ)で求める。 STEP1 図 13-12 の t = 0 での波の式は, ×102 (m) y 2π y=-2.0×10-2sin 0.8 EP2 vt = 4.0t 平行移動。 0 STEP3 時刻 t での波の式は, xx - 4.0t とおきかえて, -2.0 2.0- 4.0t t=0 t=t S 0.8 注目! 図 13-12 上のy=-2.0×10 sin- (x-4.0t) 2л 0.8 = 2.0 × 10²sin10л (t-- x 4 (2) 波の式のつくり方3ステップ(y-tグラフ)で求める。 STEP1 原点 x=0での y-t グラフは図13-13 で, 2π y=2.0×10™sin STEP2 x=0からx=0.9[m] 0.2 ×10-2〔m〕 y 2.0 2018-x 4.0 で反射してx=x に戻るまで (図 13- -2.0+ 14) の時間は, 0.9+ (0.9-x) = 1.8-x (s) 4.0 4.0 さらに固定端反射で上下ひっくり返ることも 合わせて図 13-13の反射波のグラフが描ける。 |x=x| 注目! 0.2 図13-13 0.9- <反射 > -0.9-x 図 13-14 2л STEP3 固定端反射した波のx=xでのy-tグラフの式は, y=-2.0×10^'sin 1.8-x =2.0×10^cos10 t+ (+) 0.2 4.0 上下ひっくり返る おきかえる ヒント! sin (A-12/27)=sin (4-1/2) =-COSA STAGE 13 波の式のつくり方 151

1枚目の問題について 2枚目のような状態の時、v＝4m/sよりx＝0.9mまで到達するのには3.6sかかる。 →1枚目の解説（STEP2）は3.6s平行移動 じゃダメなんですか？ x-tグラフじゃなくy-xグラフから始めているのもよく分かりません。教えていただけると助か... 続きを読む

出題パターン 般形(具体的な数値×) 45 波式 いたときの, (1) 入射波 (2) 反射波の波の式を求めよ。 STAGE 12 の42 (p.141) のグラフで、x=0.9〔m〕の位置に固定端を置 解答のポイント! 反射波は原点でのy-t グラフ (p.142の(3)を参照) からつくる。 解法 書くのは難しい→たからで いきなりつくか、9でのモグラフを レーモグラフメ (1) 波の式のつくり方3ステップ(vxグラフ)で求める。 STEP1 図13-12 のt=0 X102 (m), y 2.0- sin s での波の式は, t=0 t=t 2π y = -2.0×10 -sin x 0.8 4.0t 注目 STEP 2 vt = 4.0t 平行移動。 20 0.8 STEP3 時刻での波の式は, 時刻 -2.0- xx -4.0t とおきかえて, 図13-12 ているか 道のり y = G2.0×10 'sin (x -4.0t) 2π 0.8 =2.0×10™sin10t- 10.x (+-) sinfax (++-+18~ s/n {lon (t+ 4 ) 4 9