No.3
- 回答日時:
あ~、なるほどねぇ~、仰る事は分かります。
これって、高校物理ですよね?
そうだとすると、高校物理の光の干渉は、
すでに分かっている結論だけが書かれているんですね。
これをキチンと扱うのは、大学の「光学」ですね。
そこでは、スリットが多数存在する場合、
どのように干渉が生じるかを扱います。
まあ、そこでキチンとした計算を行うって事ですね。
高校の参考書では、
山本義隆 『新・物理入門』 駿台文庫
で、詳しい式の導出はありませんが、
多重スリットの干渉の式が載っていますので、
興味がありましたら、参照してみて下さい。
高校物理の光の干渉では、先ほど書いた様に、
正確な議論はなされず、結論だけが書かれています。
だから、疑問がたくさん湧いて来ても不思議では無いですね。
まあ、質問者さんが「光学」に興味があるなら、
「光学」の専門書に挑戦するのも良いかと思いますが、
そうでないなら、いまの段階では“そう言うもの”として受け止めて下さい。
No.2
- 回答日時:
べつのケースでの 強め合い、弱めあいの条件を 公式のように覚えてはいけません
そして、別ケースのことが他のケースでも同じと思ってもいけません
個別に考えることが必要です!!
で、回折格子の場合は溝と溝の間隔dにくらべて、スクリーンまでの距離Lがとても大きい…①ということを十分に意識することが大切です
図に描かれた4つの光線(波線)は平行のように見えて 厳密には平行ではありません
平行でないのでスクリーンの1点に4光線の先端が集まって、強め合いまたは弱めあいが起きます(もし完全に平行なら4光線はそれぞれスクリーンの別の位置に到達して決して重なることはないですから…)
ただし、①という状況下なので4光線はほぼ平行→完全平行に近似 として考えが進められます
で、隣り合った光線同士の経路差(光路差)がdsinθになることは理解されていることと思います
で、1波長は1周期ですから(・・・1波長を図示して 波の左端が山なら波の右端も山、左端が谷なら右端も谷 これが1周期の正体)
先ほど述べたように、各光線は遠く離れたスクリーンの1点にあつまるとき、図の最上部の光線のスクリーンまでの距離と、その直下の光線のスクリーンまでの距離の差が1波長分なら
最上部の光線の波の山がスクリーンに到達した瞬間
1周期分ずれてはいるが 2番目に高い位置を進む光線も スクリーン上で山となって到達していることになります
山と山ならば 強め合いですよね
時刻によっては谷と谷の重なり合いとなることもありますがこれでも強めいあいです
周期が1つづれているだけなんで、常に両光線とも全く同じ波形がスクリーンに到達することになるので 重ね合わせの原理で波の最大振幅が大きくなり強め合いとなるのです
このことは2番目と3番目、3番目と4番目の光線についても全く同じように考えられますので
dsinθ=波長の整数倍=mλ ならば
図に描かれた4光線は隣同士で強め合う=4本すべてでも強め合う
ということになります
で、式変形してdsinθ=mλ=(2m)x(λ/2)=偶数x半波長 (強め合い)と表現することも可能というわけです
反対に 半波長は半周期にあたります(半波長を図示して、波の左端が山なら右端は谷)
dsinθ=半波長(もしくは3λ/2,もしくは5λ/2・・・一般化して半波長の奇数倍)ならば
一番上の光線の波の山がスクリーンに到達している瞬間
2番目の交線の波の谷がスクリーンに到達ということになります
重ね合わせれば 波の振幅は0です
つまり弱めあい
一番上の光線の波が山以外で到達の時刻も、2番めの波は真逆の位相で到達となるのでやはり重ね合わせれば振幅は0です
つまりこの条件下では常に弱めあい(最大振幅0) ということになるのです
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 問題の問2について質問なのですが、 明線条件、経路差Δ=2(L2-L1)=mλより 2(L2-L1) 5 2023/01/10 19:03
- 工学 共振形超音波厚み計 板厚tと超音波の板内の波長λが t=n・(λ/2) = n・(c/2f) の関係 2 2023/04/28 22:14
- 物理学 光の回折 図は超音波による光の回折を示した概念です。この図では入力される超音波の周波数および入力され 5 2023/04/18 11:52
- 物理学 有限の大きさの物質では、周期的境界条件を満たすように格子振動が発生する。もし、満たさない場合、物質の 1 2022/07/05 18:37
- 工学 この問題の解き方と答えを教えてください! サイリスタ単相半波整流回路の入力電圧が実効値200Vの正弦 2 2022/12/17 18:00
- クラシック 楽譜の読み方についての質問 10 2022/09/07 15:00
- 物理学 周波数が低くて波長が長いほど電波は津波の性質に近く回り込み、そして周波数が高くて波長が短いと光の性質 8 2022/05/09 14:38
- その他(自然科学) 電磁波の周波数と熱について教えて下さい。 電磁波の波長とエネルギーについて、雑学として興味があります 6 2022/04/18 20:00
- 工学 CR発振回路 C1=C2=C=0.001【uF】 R1=R2=R3=16【kΩ】 R4は出力電圧が正 2 2023/05/10 19:13
- 放射線治療・リハビリテーション 骨折の治癒 2 2023/06/28 03:50
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報