屈折率の1.4と1.5の図形がわかりません

A02 本例題54)薄膜の干渉 基本問題 411, 412 こ。 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。次の各間に答えよ。 (1) 反射光の強度が極大になる場合の,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くると, 膜に垂直に入 射させた反射光の強度はどのようになるか。 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 2/2 の(2m+1)倍のときに反射光が強めあう。 薄膜の上面,下面での反射光が干渉 指針 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。 2d=(2m+1) …D 2n 最小の厚さは m=0のときなので, 各数値を代 6.0×10-7 2×1.5 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, 反射光の位相が元ずれ る。薄膜の上面Aにおける反射では位相が元ず れ,下面Bにおける反 射では位相は変化しな い。薄膜中の波長は, =A/n である。膜厚 入して、 2d=(0+1) d=1.0×10-7m πずれる (2) 薄膜の上面, 下面のそれぞれで, 反射光の位 相が元ずれる。したがって, 式①は弱めあう条 件となり,反射光の強度は極小となる。 A 変化しない B

問4で出口Aと出口Bで位相が同じになるのはなんでなんですか??

B 水面波の干渉について考える。図2のように,水路に仕切り板をおき, 水路に沿った方向 に小さく振動させたところ,仕切り板の両側において周期Tで互いに逆位相の水面波が発生 した。二つの水面波は, 水路を伝わった後,出口Aと出口Bから広がって水路の外で千渉 した。水面波の速さは, 水路の中と外で等しく, vであるとする。また, 水路の幅の影響は 無視してよい。 水路 A en 観測点 B 仕切り板 図 2 問3 はじめ,仕切り板の振動の中心は, 出口Aまでの経路の長さと出口 Bまでの経路の 長さが等しくなる位置にあった。出口 A および出口 Bから観測点までの距離をそれぞれ la, loとするとき, 干渉によって水面波が強めあう条件を表す式として正しいものを, 次の0~Bのうちから一つ選べ。ただし, m=0,1, 2, …である。 3 0 la+ls=mmvT 2 la+lo= m+ vT mvT la+l= 2 @ la+lg m vT 4 6 Ila-lel=mvT 6 |la-lBl=| m+- vT 2 myT の 1ea-lel= 2 ● 1ム-a-( lla-lol= m vT 問4 次に,仕切り板の振動の中心位置を水路に沿ってdだけずらしたところ, 問3の状況 において二つの水面波が強めあっていた場所が, 弱めあう場所となった。 dの最小値とし て正しいものを,次の①~⑤のうちから一つ選べ。 4 vT 0 8 vT の 4 vT の vT 6 2vT 2 物理課題夏yer

問4で出口Aと出口Bの位相が同じになるのはなんでですか?

B 水面波の干渉について考える。図2のように, 水路に仕切り板をおき, 水路に沿った方向 に小さく振動させたところ, 仕切り板の両側において周期Tで互いに逆位相の水面波が発生 した。二つの水面波は, 水路を伝わった後,出ロ A と出口Bから広がって水路の外で干渉 した。水面波の速さは, 水路の中と外で等しく, vであるとする。また, 水路の幅の影響は 無視してよい。 水路 A en 観測点 B 仕切り板 図 2 問3 はじめ,仕切り板の振動の中心は, 出口 Aまでの経路の長さと出口 Bまでの経路の 長さが等しくなる位置にあった。出口 A および出口 Bから観測点までの距離をそれぞれ la, loとするとき, 千渉によって水面波が強めあう条件を表す式として正しいものを, 次の0~®のうちから一つ選べ。ただし, m=0, 1, 2, …である。 0 la+le=mvT 2 la+la= m+- vT mvT la+le 2 @ la+ls= 1 vT m 三 6 |la-lel=mvT 6 la-lel=| m+ vT mvT の ea-lal= |la-lel= B m 2 vT 問4 次に,仕切り板の振動の中心位置を水路に沿ってdだけずらしたところ, 問3の状況 において二つの水面波が強めあっていた場所が, 弱めあう場所となった。 dの最小値とし て正しいものを, 次の①~6のうちから一つ選べ。 4 vT 0 8 vT 2 4 vT の vT 5 2vT 2 物理課題夏 ver

なぜ入射角が大きくなると屈折角も大きくなるですか？ 中学校では例えば空気から水に入る『屈折の小さいものから大きいものに入る』時は反射角より屈折角が小さくなると学んだのに、矛盾してませんか？なぜ大きくなるのか教えてください

(1)図で、AA', BB', CC' は波面を表している。光Iが 「んでいる厚さdの油膜に, 波長aの単色光を入射角iで入 A→B→C'と進む間, 光ⅡはA→B→C と進むので, 下面で反射する光Ⅱが届くとし, 空気の屈折率を1, 水の 射させた。観測者の目には,油膜の上面で反射する光Iと, 339. 薄膜による光の干渉●図のように, 水面に浮か 光Iと光Ⅱの位相差をもたらす経路差1は 1=CD+DC' である。 光ⅡのBでの届 あと回折 179 光I 光1 空気 民折率を1.3, 油の屈折率をn(n>1.3) とする。 13 *1と光Ⅱの位相差をもたらす経路差しは 1=CD+DC'である。光ⅡのBでの屋 折角をrとするとき,1をd, rを用いて表せ。 (2) 油膜の中での光の波長'をn, 入を用いて表せ。 12) Cにおける光Iの反射と, Dにおける光IⅡの反射では, 光の位相はどうなるか。 14)光Iと光Ⅱが干渉によって強めあう条件式を, d, r, n, 入を用いて表せ。 5) 入射角iが大きくなると,光I,Ⅱの経路差はどうなるか。 >例題68

(5)の解答の図の反射の矢印や反射する位置が何故そのようになるかわかりません　

園195.ニュートンリング● 上に球面の半径がR[m]の平凸レンズを置き,その上方か ら波長入 [m] の単色光を当てる。反射光を上から観察する と,同心円の縞模様が見える。 ガラス板と平凸レンズの接点 0からr[m] の位置Pでの空気層の厚さを4[m]とする。 (1)位置Pが暗く見えるときの2d を入, m(m=0, 1, 2, …) を用いて表せ。 (2) 点0付近は明るく見えるか, 暗く見えるか。 (3) 同心円の中心Oからm番目の暗環の半径rを入, R, m (m=0, 1, 2, …) を用いて表 せ。ただし,ガラスとレンズの間にはさまれた空気層の厚さは, Rに比べて十分小さ いものとする。 (4) ガラスとレンズの間を屈折率nの液体で満たしたところ, 同心円の縞模様の半径が 変化した。このとき, 中心Oからm番目の暗環の半径r'は, 間が空気の場合のm番 目の暗環の半径rの何倍になるか。ただし, nはガラスの屈折率より小さいものと 図のように,平面ガラス板の しま R Ta P し,空気の屈折率は1とする。 (5) 下から透過光を観察した場合も, 同心円の縞模様が見える。反射光の縞模様とどの ように違うか。

この問題の⑶がわかりません。

基本例題 68 薄膜による光の干渉 | 1) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 |折率がnより大きい物質の表面につけたものが 2.0×10-3=5.0×10°本 *339,340 物 る。波長入の単色光を,屈折率1の大気側か この薄膜に入射角iで入射させた。 E 薄膜 は逆になるか。それとも変わらないか。 12)点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と,点Cで反射する先について, 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角rを用いてそれぞれ表せ。 13) 2)で,両方の光を遠方の点Eで観測したとき,暗く見えるための条件式を求めよ。 この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき,反射光が最も弱められる場合の最 小の膜の厚さdを求めよ。 DP 屈折率n 物質 脂針 点B, 点Cでの反射はいずれも,屈折率小の媒質から大の媒質へ入射する場合なので, 位 相が変化する。強めあい·弱めあいの条件式を光路差で書くときは, 真空中(または空気中) の波長を用いる(経路差で書くときは, 膜中の波長を用いる)。(4)は垂直入射なので, r=0° 解答(1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 の媒質へ入射する場合なので, 反 射の際,位相は逆になる。 点B:物質の屈折率は膜の屈折率よ り大きいから、点Cと同様,反射 の際,位相は逆になる。 (3)点Bと点Cの反射で,ともに位相が逆に なるので,暗く見えるための条件式を,光 路差で考えれば 2nd cos r=( m+ (m=0, 1, 2, …) 1\ 「注経路差では 2dcosr={m+ 2/n (2) 図より 経路差 =DB+BC (4) r=0° よりcosr=1 だから, ①式より A) イD B 2md=(m+})a =DC =2d cos r 最小の膜の厚さは, m=0 より 光路差 =n×経路差 d NC- 「a よって d= 2nd= 4n =2nd cos r

合成波の振り幅がなんで0になるのか分かりません！

P 172. 波の干渉 水面上の2点A, Bから, 波長 4.0cm, 振幅 0.50cm の等しい波が,同じ振動(同位相)で生じてい る。次のような水面上の点P, Qにおいて, 波は強めあう か,弱めあうかを答えよ。また,各点における合成波の振 幅を求めよ。ただし, 振幅は減衰しないものとする。 (1) AP=10cm, BP=16cm 1 A B (2) AQ=8cm, BQ=D12cm J 例題26

94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新

定常波における音波の干渉について 壁に固定端反射された波が、波源から出た波と定常波を作るとき、音の干渉の条件式は、自分の場合、固定端反射なので反射された波の位相はπズレるので、 　　　　経路差=（整数+1/2）λ と答えたのですが、答えは（整数）λと、同位相... 続きを読む

定常波における音波の干渉について 壁に固定端反射された波が、波源から出た波と定常波を作るとき、音の干渉の条件式は、自分の場合、固定端反射なので反射された波の位相はπズレるので、 　　　　経路差=（整数+1/2）λ と答えたのですが、答えは（整数）λと、同位相... 続きを読む