図1のように屈折率1.4の平板ガラス2枚のうち1枚を水平面にし、もう1枚を一方に変形しない 薄い金属

図1のように屈折率1.4の平板ガラス2枚のうち1枚を水平面にし、もう1枚を一方に変形しない 薄い金属箔をはさんで傾けておく。2枚のガラスが接する位置から金属箔までの長さをL、金属箔の厚さをDとする。 鉛直上方から入射した光が同じ方向に反射される光を水平なスクリーンに当てて観測する。 ただし、空気の屈折率は1.0としてよい。 また、必要ならば整数としてmを用いてよい。
次に、再び2枚のガラスの間を空気のみにし、図2のように上のガラスを固定して、下のガラスを水平に保ったまま鉛直下方にゆっくりと下降させた。すると、ガラスの上側に置いたスクリーン上にできる干渉縞の位置が移動していくのが観測された。
(6)下のガラスを動かす前に位置xにあった明線はどうなるか。(右に動くor左に動く)
答え:左に動く

〜質問〜

わたしは経路差p=2xD/Lでいまpが大きくなるのだからxも大きくなる。だから右に動くと考えました。なぜこの考えは違うのですか？

No.1 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2024/03/22 18:25

経路差P＝2xD/L

はガラスの左端が接しているときに
三角形の相似比から導出されるものです(今一度、テキストを確認して見てください)
今回は、ガラスの左端が離れていきます
左端が離れた状態では、三角形が崩れてしまうので
相似から導出された
2xD/L
は適用できないということになります

ただしくは以下…
便宜上、ガラスが動く前の状態で
ガラスの中点
L/2の位置での空気層の厚さがaであるとします
すると、この位置での光路差(経路差)は2aですよね
この光路差2aとなる位置に明線ができていたとします
ガラスが離れるにしたがって、空気層の厚さがaとなる位置は左へズレて行きますから、光路差が2aとなる位置も左へズレていくことになります
すなわち、明線の位置も左へズレていくことになります

この回答へのお礼

あーくっついてないとだめなんですね。
考えたら確かにそうですね。
理解できました!ありがとうございましたm(__)m

お礼日時：2024/03/22 18:43

No.2 回答者： stomachman 回答日時： 2024/03/22 21:32

仮に、図2の矢印が書いてある場所が、ガラス板の間隔がc mm であって、しかもそこが干渉縞の一番明るい場所だったとします。

で、下の平面ガラスをちょっとだけ下げても、「ガラス板の間隔がc mmになっているところが干渉縞の一番明るい場所である」ということには変わりがない。では、その場所は矢印のどっち側に移動するか。

と考えれば、式を持ち出すまでもないでしょう。

この回答へのお礼

そうですね！
丁寧にありがとうございましたm(__)m

お礼日時：2024/03/22 23:04