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物理 高校生

【物理、光の性質、フィゾーの光速測定】 2枚目に書いたんですけど、これが質問です。 ずっと考えても調べても出てきませんでした。 教えて欲しいです

例題 フィゾーの光速測定 AP₁ ・ゾーは、右図のような装置を用いて, 初めて地球上で光速を測定した。最初,歯車 止まっているときには、歯の間を光が通り, 遠くにある平面鏡に反射して再び歯の間を通 り抜けて戻ってくる。歯車を回転させると, 光が反射して戻ってくる間に歯が動くので 回転数を上げていてことで反射光が歯に遮ら れてしだいに暗くなる。 さらに回転を速くし ていくと,再び明るく見えるようになり, 最 でも明るくなるときの回数から光速が求められる。 いま 歯数4000の歯車を用い ると、回転数が毎秒201 回転数が毎秒20回になったときに初めて最も明るくなり、光速の値として /3.0 x 10°m/s が得られた。 歯車と平面鏡との間の距離はいくらか。 Plate UTA 2 反射光が一度暗くなって再 び明るくなるのは, 歯が1コマ 分だけずれたことによる。 センサー 84 フィジーの光速測定 歯がコマ分回転した時 間と、光が歯と平面鏡と の間を1復めた時間とが 4個/IS 1849年,8.6kmの距離に光を往復させて光速測定を行った。 1960 半線の奴 光源 3.0×10+ S 観測者 解答 反射光が最も明るく見えるのは、歯 車の歯が1コマ動く間に, 光が歯車から 平面鏡までの距離L [m]の区間を1往復 2L 3.0×10° ハーフミラー このときするときである。 光の通り道を1s間に 通過する歯の数は、 1000×30=3.0×10 [個/s] 歯車の歯が1コマ動くのに要する時間は、 るから、 1 id H 歯車 V ・276 1 3.0×10^ 平面鏡 1コマ 光 sであ NA-AM ゆえに, L = 5.0×10'[m〕

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理科 中学生

(4)解説読んでもよくわからないので教えてほしいです(><)

2 光の進み方について、次の <実験> 図4のように, スリット台の上に全円分度器, 半円形レ 図4 ンズを置き,光源装置からレンズの中心に向かって光を当 て、入射光と半円形レンズの平らな側面の間の角Aと、屈 折光と半円形レンズの平らな側面の間の角Bの関係を調べ た。 表2は、空気中から半円形レンズの中心に光を当てた ときの角Aと角Bの関係を, 角Aが30° から 90°の範囲 でまとめたものである。 (1) この実験において, 角Aが50°のときの入射角と屈折角 の大きさの組み合わせとして適切なものを次のア~エか ら1つ選んで、その符号を書きなさい。 ア 入射角 50° 屈折角 65° イ 入射角50° 屈折角 25° 入射角40° 屈折角 65° エ入射角40° 屈折角 25° 199 I 60° 光源装置 表2 光の道すじ 角A[°] 角B[°] (3) 図5のように, 実験で用いた装置で, 半円形レンズの曲面側から 中心に向かって角 A が 45° となるように光を当てると, レンズの 中心からレンズの外に出ていく光が見られた。 このことについて 説明した次の文の 1 に入る語句として適切なものを、 あとの ア~ウから1つ選んで, その符号を書きなさい。 また。 2 に 入る語句として適切なものを,あとのア,イから1つ選んで、その 符号を書きなさい。 レンズから出た光とレンズの平らな側面の間の角Bの大きさは 2 していくとやがてレンズから出ていく光は見られなくなった。 イ 45°より大きく イ 小さく 【①の語句】 ア 45°で 【②の語句】 ア 大きく 図5 (2)この実験において, 光源装置からレンズの中心に光を当てたとき, 平らな側面で屈折する光の他に らな側面で反射する光も見られた。 角Aが30°のときの反射角の大きさとして適切なものを、次のア から1つ選んで その符号を書きなさい。 ア 30° イ 35° ウ 55° 半円形レンズ 90 80 70 60 50 4030 90 83 77 71 65 1601 光源装置 図6 (4) 実験で用いた半円形レンズに図6のように光を当てると光の 道筋は、レンズの曲面で反射する光とレンズの曲面で屈折する光 に分かれた。このとき, 反射光と屈折光の間の角は何度か, 求めな さい。ただし,角度は0°より大きく, 180°以下とする。 平らな側面 A 光の道すじ 光源装置 全円分度器 genn ウ 45°より小さく 光の道すじ 角Aの大きさを45° より 全円分度器 半円形レン レンズの 中心 半円形レンズ レンズの一 中心 30%

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物理 高校生

これどうして計算の時に毎回mとmmを合わせないと行けないんですか?

D である。 経路 1,2の経路差は ( (③3) さを表すと, AD=( ① ),BC=( ② 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) 426. ニュートンリング■ 点Oを中心とする曲率半 径Rの平凸レンズLを, 平らなガラスGの上に置く。 レンズの光軸から距離dはなれた点Pで出た光が、 Lの上面に垂直に入射し, 点T, Dで反射する。次工 の文の( )に適切な式, 数値を入れよ。 TD間の空気層の厚さ6は,d, R を用いて, d R b=( 1 )と表せる。 -≪1 とすると,b=(2) となる。 光の波長入,正の整数m を用いると,26=( 3 ) のときに反射光は強めあう。 LとGの間を屈折率1.5 の液体 で満たし (L と Gの屈折率は等しい), i = 6.0×10-7 m とした。 最も内側の明環が (11. 茨城大改) d=0.90mmの位置で観察されたとき, R = ( 4 )m である。 ヒント 424 Sから鏡で反射してスクリーンに達する 425 (2) 入射角と反射角がい場合, 経路 426 (4) 液体中では光 変化する。 P してSと対称な位置からの光とみなせる。 差は生じない。 269

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物理 高校生

(3) m+1じゃないですか?

(2) ス 光はA,Bに逆位相で達している。 すなわち, スリットSからA, B までの経路差 SA-SBが, 半波長 1/2の奇数倍となる。 SA, SB の それぞれを斜辺とする直角三角形において, 三平方の定理から (図2), SA=√/P+ (x+2) =√/1+ ( x + 1/² ) ² = 1 { 1 + 2 ( x + 1/² ) } SB=√/P+(2-x) =√/1+ (1/2 = x ) ² = 1 { 1 + 1² ( 1 / ² = ² ) } これから, SA-SB|=d 経路差 [SA-SB | が入/2の奇数倍となるので. 入 d=(2N+1)/12 y=(N+12) 12 (3) スクリーン XX' を移動させる前,点Pが次の明線となる条件は, 入 (1) の結果から, d=2mx/1/23 =mi... ① dx は変化しないので, Lが大きくなると, 条件式を満たすmは 小さくなる。したがって, XX' と AB の距離がL+ 4L になったとき, P は (m-1) 次の明線になる。この条件式は, =(m-1)入...② X L+AL 式 ① ② の辺々を割ると, d- V 424. ロイド鏡 解答 最も近い輝点: L+AL L SL m m-1 9LA Ad AL= LA 5番目の輝点: 4d' 指針ロイド鏡は,スリットSから直接届く光と,平面鏡 で反射して届く光を干渉させる実験装置である。鏡で反射す るとき,入射角と反射角は等しく, 反射光の経路の長さ(S→ DE) は, 鏡に対してSと対称な位置S'からEまでの長さ と等しくなる。すなわち, ヤングの実験と同様に考えること ができる。 ただし、鏡で反射した光の位相が逆になることを S' || 考慮する必要がある。 解説 鏡に対してSと対称な位置S' は, 鏡から距離dはなれている。 L m-1 スクリーン上の点をEとすると, 鏡で反射する光の経路の長さ (SD →E) 直接Eに届く光とS' Od, y la 112 分に小さいの一 同様の近似を用 図2はSを させたとして が、A側に移動 しても、同じ れる。 また。 しても、同じ れる。 図 2 OLが大きく て、隣りあう 4x=LA/dt り明は点 かる向きに利 D SE

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