光の干渉に関する問題です。 問4のVの向きがx方向正の向きになる理由が知りたいです。 よろしくお願いします。

次の文を読み、以下の問いに答えよ.して 身近にあるものを使って光の実験を行うため、次のA,B,Cを準備した。 A: 透明なアクリル樹脂の平板(厚み 5.0mm) を2枚重ねて留め具で固定したもの B:牛乳を少量混ぜて少し白濁させた水を入れた透明なペットボトル AMA C: レーザーポインター (波長532nmの緑色レーザー光を出す. 1nm =1×10~9 部屋を暗くしてBのペットボトルにCのレーザーポインターが発する光線を入射して みると, 液体全体が淡い緑色に光った. これは,水を白濁させている粒子によって入射し | され,いろいろな向きに進む光を生じた結果と考えられる 次に,図1のように B の光るペットボトルを A のアクリル板に映してみると,ペット ボトルの像に重なって明暗の縞(しま)模様が見えた.Aに対するBからの光の入射角と反 射角がほぼ0であるような配置で観察すると,図2に示す楕円のような形をした縞模様が 見えた.このとき,アクリル板どうしが密着するようにAを両面から指で押すと,縞模様 の位置や形に変化が生じた.アクリル板1枚だけを用いて実験した場合には縞模様は現れ なかった. B C 図 1 I 図2 cook m) このような縞模様が現れた原因として,2枚のアクリル板の間に薄い空気層があり,空 気層の厚さが場所によって変化していることが考えられる.図3のように、アクリル板1 の中を進んできた入射光は,一部が空気層との境界Iで反射され、残りの一部が空気層に 進みアクリル板2との境界Jで反射される。観測者はこれら2つの反射光の重ね合わせを 見ることになるが, 2つの反射光には経路差による位相の差が生じている.また, 空気と アクリル樹脂の屈折率はそれぞれ 1.0 と 1.5 なので イで反射するときにウ [rad] の位相の差が加わる.このように, 複数の波動が重なり合い特定の場所で強め合う (または弱め合う)現象を という.

赤丸の問題が分かりません。答えはm=2です。 私はΔl=3√3d/2(=定数)であることから714(m+1/2)=429(m+3/2)と立式したのですが、答えが求まりませんでした。

薄膜における光の干渉は, シャボン玉の色付きなどに見られる身近な現象であるとともに、 膜厚計測など工学的にも重要な現象である。 図1のように, 屈折率 n, 厚さdの透明なフィ ルムに対して,入射角 Q1で波長の単色平面波の光が入射する場合を考える.ただし 262 n> 1 とし,nは波長によらず一定とする. 経路 Ⅰ 経路ⅡI 日 2 B 図 1 C 検出器 BY フィルム 0JJS bar ASTRO AR TEKS TERRES OD TUALE (い)の [1] 下記の経路I, 経路ⅡI を進む光について考える. フィルム周囲の媒質は屈折率 1.00 の空気とする. 以下の問いに答えよ. 経路 Ⅰ : 点Aで屈折し, 点 B で反射し、点Cで屈折して点Dに達する経路 経路ⅡI: 点A'を通り, 点Cで反射し、 点Dに達する経路 (1)経路Iの点Aで屈折した光は,屈折角 62 の方向に進んだ. sing を n, Q を用い て表せ. (2) 経路Iの各点 A, B, C および経路ⅡIの点Cを光が通過する前後における波長および 位相の変化について,最も適切な選択肢を以下の①~⑥の中から選べ.同じ選択肢を複 数回選択してもよい。 波長は長くなり, 位相は変わらない. (2) 波長は長くなり,位相は 180° ずれる . (3) 波長は変わらず、 位相も変わらない. (4) 波長は変わらず, 位相は 180° ずれる . (5) 波長は短くなり, 位相は変わらない. (6) 波長は短くなり,位相は180° ずれる.

何故分子が2k−1になるのかよく分からないので教えてください。私の考え方では何故できないのでしょうか

2 光波 73 91.〈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 ス板の上に,屈折率 n1 で一様な厚さdをもつ薄膜が広がっている。 波長 入 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。 折率を1とし、 > n>1 の場合を考える。 屈折率 n1, n2 が光の波長によっ 光線 ① 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 て変わらないとして,次の問いに答えよ。 (1) 薄膜中の光の波長 入を, n, 入o 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, 入o, 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z を,入o, k を用 いて表せ。 (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, 入2=433nm で再び明るくなった。 薄膜の屈折率を n = 2.0 として 薄膜の厚さ 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 (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,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 n1,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i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,と 薄膜の屈折率 n, 整数mが満たす関係式を求めよ。 ① 薄膜 ガラス板 空気 薄膜 ガラス板 図 1 法線 法線 [17 大阪府大改〕 2I

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]

干渉条件で、2つの波が同位相で波長が同じ時、 光路差＝mλなのは分かるのですが、この解答では、時間差＝m×周期と書いてありました。これも公式ですか？初めて見たのでよく分かりませんでした。誰か教えてください。

光線1の点Dにおける反射と, 光線2の点Cにおける反射は, いずれも屈折率が小さい媒質から屈折率が大きい媒質に向かうと きの反射で,位相が ずれ (山と谷が反転する), 固定端反射であ る。 反射による位相のずれが点Cと点Dで相殺することから, 点Eにおいて強め合うためには、二つの光線が点Eに達するま での時間差 1 の整数倍となればよい。 が周期 :. t₂-t₁=m² ² =m/}/

(3)の解答で+1回折光同士、−1回折光同士は既に互いに同位相なのでその2つが同位相であれば強めあい、と書いてあるのですが、なぜそれぞれ同位相なのか教えていただけますか？可能であれば明日までにお願いします。

第3問 真空中において, 格子定数 (隣り合うスリット間隔) がこの回折格子に垂直に + Toots stl - 1 - 1 にx軸をとり,x軸に垂直で回折格子のスリットに垂直にy軸をとる。 Ⅰ 図3-1のように真空中で回折格子面に平行に十分に広いスクリーンを, 格子 定数に比べて十分に遠い位置に置いたところ (図では,回折格子が拡大されて描 かれている), 輝点が全部で5個できた。 レーザー光の入射方向(x 方向)の回折 0次回折光, 隣からy軸の正方向に向かって +1 次回折光, +2 次回折光と 呼び,y軸の負方向に向かって1次回折光, 2次回折光と呼ぶ。 1次の回 折角を ⑥0,0), +2 次の回折角を02 (0)とする。 (1) sin 0₂ sin 0₁ を求めよ。 (2) 輝点が5個となるために光の波長が満たす条件を不等式で示せ。 レーザー光 y スクリーン /0₂ Ki 回折 格子 図 3-1 ++2次 +1次 0次 第1次 2次 ⅡⅠ 紅 鬼 命 を検 を ざ 光 る

(3)で、山が31箇所あったのは計算でわかったのですが余った2m(ノート)はなぜ余るんでしょうか？ 自分が書いた絵だと割り切れないのはおかしいなと、思いました。 教えてください🙇‍♀️

間内でいつか。 0≦x12 [cm] の範囲内でどこか。 0で、媒質の密度が最大の点は (5 8 (6) x=4[em〕で,媒質の密度が最大になる時刻は図に示された時間内 でいつか。 (九州工大) 70 基波源AとB、 観測器Mが,ある 媒質中のx軸上に置かれている。AとB は250m離れており, それぞれ振幅 3.0 m, 波長 16mの波を,互いに向かって送り出している。 M は x軸上 を波源AとBの間で自由に動くことができ,その位置での波の振幅を 観測する。AとBは同位相とし,波の減衰は無視する。 B (1) M を静止させ, A からの波だけを観測したところ, 連続する2つ の山の時間間隔は4.0s であった。 波の速さは何m/sか。 A P (2) M を正の向きに速さ2.0m/sで動かしながらAからの波を観測し A 250m M

1枚目の写真の(2)の問題を2枚目の写真の公式に当てはめて解こうと思ったのですが、3枚目のように答えが合いません…途中式が間違えてますか？それともそもそも波の式はこの問題には使えないのでしょうか…？

例題 72 x軸の正方向へ伝わる正 弦波の横波がある。 実線は 時刻 t=0 [s] における波 形を表し, 点線はt=2.5 [s] における波形を表して t=0 いる。この間に原点Oの媒質は, 一度だけ変位がy=-3〔cm〕 に なったという。 (1) この波の速さ [m/s] と周期T 〔s] を求めよ。 (2) = 0 〔s〕において, x=2.5〔m〕 の位置での変位はいくらか。 (3) 位置x = 0.3 [m] における次の各時刻での媒質の変位を求めよ。 (ア) t=1[s] (イ) t=1.5 〔s〕 (ウ)t=5〔s] (1) 原点0の変位が一度だけ y=-3[cm] になったというこ とから, 右図の実線の波が2.5 [s] 後に点線の波になったことが わかる。 2.5 〔s〕間に0.5〔m〕 進 んでいるので, v=0.5÷2.5=0.2 [m/s] 波長は入=0.4〔m〕 であるから, =2[s] -0.2. λ 0.4 V 0.2 (2) 2.5=2.4+0.1=61+1/21より T=- y=-3[cm] y[cm〕 -125- t=0 -0.5 3 0.2 x=2.5〔m] 付近の波の様子は右 図のようになる。x=2.5〔m〕 で の変位はy=-3 [cm] (3) t=0 〔s] での変位はy=3[cm] であるから 1周期における変位は右図のようになる。 -3- →U 2.2 0.4 (イ)y=0[cm] (ウ) 5[s]=2T+1 よりt=5 [s] の変位は1/1/2周期 1[s]) 後の変位と同じである。 y=-3[cm] 11 波の性質 2.4 t=2.5 2.5 3+ (m) t=2.5 0+ 0.5 y At = 0 2.6 t=2 t=1.5 t=1 Hammt

344の解説をして欲しいです

344.定常波の腹と節 振幅 0.50m, 波長 y〔m〕 A 20.50 n x [m] I 0 8.0mで, x軸を正の向きに進む正弦波A と負の向きに進む正弦波Bがある。 波は 無限に続いているが, 図は, 時刻 0s の変 位のようすが1波長だけ描いてある。 A, JA 2 4 6 8 10 12 14 16 1820 「 -0.50 Bの合成波は定常波になる。 (1) 0~20.0mの範囲で, 節の位置はどこか。 (2) 0~20.0mの範囲で,腹はいくつできるか。 また,腹の位置の振幅はいくらか。 ヒン 同位相で重なる点が腹である。 トA波とBの波が進み, ----- B

図２についてなんですが、あまりイメージが湧かなくて、S 1、S 2からそれぞれλ 2の波が出てるのに、進むメモリが違うのはどうしてなんですか。 あと⑻何ですけど、私は逆位相だと思ったので、πかと思ったのですが答えは2分のπだったのですが、なぜ2分のπなのでしょうか。 教えて... 続きを読む

娘 T (1) (2) 1 は 波の干渉 309水面波の干渉 [2009 大阪府立大] 水面上の2点S, S2 から波長と周期が等しい球面波が出ている。 図1および図2に は、それぞれの点から出た波の,ある瞬間の山の位置をつないだ線が示してある。 図1において,2点から出る波は同位相である。 2点から出る波の波長を入, 周期を T として,次の問いに答えよ。 (1) 線分 S1 S2 上に節はいくつあるか答えよ。 (2) 線分 S1 S2 上の節の位置を, 点 S, からの距離で示せ。 ・D・ S1 B･ A S11 KE S2 図1 図2 (3) 2つの波が弱めあう点をつないだ線(節線)の上の任意の点Pは,どのような条件を 満たしているか,その条件を式で表せ。 (4) 図中の点Qは山か谷か答えよ。 (5) 点Q山または谷は, 時間 T のあと,どこに移動するか。図中に示す点Aから点 Iの中から選べ。 図2において, 2点から出る波は同位相ではない。図中の直線 S, S2 上には等間隔に印 がつけてある。 2点から出る波の波長を入27 周期をTとする。 線分 S, S2 上の波につい て、次の問いに答えよ。 (6) 線分 S1 S2 上に節はいくつあるか答えよ。 (7) 線分 S, S2 上の節の位置を, 点 S からの距離で示せ。 (8) 点S, から出た波を点Sで見たとき、2つの波の位相のずれの大きさはいくらか 答えよ。 ただし、位相のずれの大きさは以下であるとする。 (9) 2つの波の合成波の波長はいくらか答えよ。 O 1 > x