ハーフミラーでの反射光と透過光の干渉について

ハーフミラーでの反射光と透過光（反射光とは別の光源）の干渉において、反射光と透過光が、逆位相かつ、同強度（反射光と透過光が）だった場合これらは、打ち消しあうことになると思うのですが、その場合、光のエネルギーはどうなってしまうのでしょうか。光自体が消えてしまうような気さえするのですが？E=hｖとはいえ光の強度が０ならばエネルギーも０となるのでは、ないでしょうか。

どうしてもわかりません。どなたか教えてください。
お願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： zuyun 回答日時： 2003/07/23 18:47

前質問(No.607570)でのmickjey2さんの回答「光の干渉により弱め合う場合は、必ず強め合う所があります」につきると思います。

今質問の場合、「"反射光"の光源からの光のうち透過したもの」と「"透過光"の光源からの光のうち反射したもの」が強めあうことになるでしょう。(「位相が反対だからこちらも打ち消し合うんじゃないの？」と思われるかもしれませんが、反射光の位相は、屈折率がより大きい物との界面での反射では反転するが、より小さい物との界面での反射では変らない、ということに留意してください。)
なお、例えば眼鏡レンズなどの表面に「反射防止膜」のコートを施すことはご存じかと思いますが、反射光を減らすこと自体が目的なのでなく、その結果透過光が増える(＝明るくなる)ためです。ご質問とは若干状況が異なりますが、本質的には同じことかと思います。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

確かに、”透過光”の光源と”反射光”の光源が光線を通して１直線に並んでいればその可能性はあります。しかし、たとえば両光源が、それぞれ４５度の角度を持って（光線を通して１直線になっていない場合）いる場合、それぞれの光は、位置が別々なので干渉自体しなくなり強めあうことにはならないと思いますが．．．。
ここが、まだよくわかりません。

補足日時：2003/07/23 19:14

No.4 回答者： zuyun 回答日時： 2003/07/23 21:26

＃２ 補足です。

> 光源が、それぞれ４５度の角度を持って（光線を通して１直線になっていない場合）いる場合、それぞれの光は、位置が別々なので干渉自体しなくなり強めあうことにはならないと思いますが．．．。

一直線であろうが角度があろうが、問題にしている反射光と透過光が同一直線となる条件であれば、私の言うもう一組の透過光と反射光も一直線に並ぶのではないですか。
一方、もし問題にしている反射光と透過光が同一直線ではないならば、遠く離れればもとの２光線に分離するでしょう。
位置が別々なので干渉しない」とおっしゃる意味がよく分からないのですが、いずれにせよ、「打ち消しあう条件は成立するが強めあう条件が成立しない」という場合があるかどうか考えてみてください。

この回答へのお礼

ありがとうございます。よくわかります。おっしゃるとおりです。私の勘違いでした。

お礼日時：2003/07/23 21:42

No.3 回答者： noname#11476 回答日時： 2003/07/23 21:21

私の前の回答が全てで、何も光の量子化を持ち出して複雑にする必要は無いのですが、ご質問のケースについてではご説明しますね。

光源Ａと光源Ｂの光（どちらも同一波長で互いに干渉できるとします）をハーフミラーで合成して干渉させることを考えましょうか。

光源Ａの光はハーフミラーで反射する光と透過する光に分かれます。
同様に光源Ｂの光も透過光、反射光に分かれます。
すると、

１）光源Ａの反射光と光源Ｂの透過光
２）光源Ａの透過光と光源Ｂの反射光

の２つの光の進行方向が生じますね。
ここで、１）の方で光源Ａの反射光と光源Ｂの透過光の位相が１８０度ことなり打ち消し合うようにします。
すると、２）の方では強め合う条件となります。
１），２）ともに弱め合う条件や強め合う条件は存在しません。

なので、１）で打ち消し合う条件の時にはそのエネルギーは２）の光路を進むこととなり、トータルエネルギーは変化しません。

この回答へのお礼

ありがとうございました。ご丁寧に説明くださったおかげで、理解が進みました。感謝してます。

お礼日時：2003/07/23 21:45

No.1 回答者： noname#108554 回答日時： 2003/07/23 11:27

回答がないようなので一応コメントしますがかなり自信がないです。

先日の回答と合わせるとどこかで矛盾するような気もします。

まず、物理でどこにいったかわからないエネルギ-がある場合、
たいてい熱になります。
この場合は、ハ－フミラ－の温度が上がるんじゃないでしょうか?
参考URLの【電子レンジで光速測定】で、
「紙テープを水で濡らして，その上にサーモテープを載せて「チン」すると，
定常波の腹の所の温度が特に高くなります。」
とあります。

で、面白いのは、ハ－フミラ－のような物質がない場合、
つまり、真空中で逆位相の光をぶつけたというような場合ですが、
その点に電磁場のエネルギ－がそのまま局在するんじゃないでしょうか?
阪大のレ－ザ－核融合装置「激光」は
そういう原理だったり・・・しない?

参考URL：http://www.straycats.net/html/news146.htm

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。

お礼日時：2003/07/23 21:46