どてらも同じように感じるが、どこが違うのか?教えてください。

A 回答 (3件)

質問されているかたは、高校生以上でしょうか?



高校
の物理の教科書には出ていると思いますよ。

回折
港には防波堤がつくられているが、そのかげにも波は入ってくる。
また、音は物のかげでも聞こえる。これらはいずれも波が障害物の
うしろにまわりこむためにおこる現象で、これを波の回折という。

屈折
波がある媒質のなかから異なった波のなかへ進むとき、一般に
波の進行方向が変わる。この現象を、波の屈折という。

どこが違うかといえば、
1.回折は波の媒質が同じときに起るが、屈折は違う媒質間でおこる。
2.回折は障害物があると観測できるが、屈折は障害物は関係ない。
というところが、直接的なことでしょうか。

また、光の場合、回折はどうしても「波」でないと説明できないが、
屈折は「波」でなくても説明がつく気がします。。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。とってもわかりやすい説明で理解できました。実は大学生でして、物理はさっぱりで・・・。色々と説明書を読んでもいまいち良くわかんなくて、それで質問のメールを送ったんです。回折格子の実験をやったんですが、回折や屈折の意味はわかったんですが、その違いとなるとさっぱりで。chukanshiさんの回答で、頭のもやもやがなくなったように思います。ありがとうございました。

お礼日時:2001/11/10 15:39

虫眼鏡で太陽の光を集めて紙を燃やしたりした事ありませんか?


あれが屈折ですね。

三日月を見ていると、欠けている方にも薄く光が見えませんか?
それが回折ですね。
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この回答へのお礼

あいがとうございました。物理の先生に質問されたのですが、分からなくて・・・。どこが違うの?という状態でした。なんとなくわかったような気がします。参考文献等がありましたら、教えて下さい。 ありがとうございました。

お礼日時:2001/11/10 13:21

どちらも曲がるところは一緒ですね。



「回折」は、波が障害物に当ったときに、その影にあたる部分に回り込むように
曲がってゆくことを指します。

「屈折」は、波が伝わってゆく媒体が、別の伝達速度を持つ媒体に進むときに、
曲がることを指します。

耐用の影になっている部分が真っ暗ではなく、境目のあたりから奥に行くにしたがって
ぼんやりと暗くなってゆくのが「回折」で、風呂に突っ込んだ足が、短く見えるのが
「屈折」ですね。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。回折も屈折も曲がるってことは分かってたんですが、どこが違うかが分かんなくて・・・。詳しく回答してくださって、助かりました。先生に質問されたんですが、答えれなくて。自分で調べても、何がなんだか・・・。参考文献等でなにかいいものがありました、教えて下さい。

お礼日時:2001/11/10 13:25

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Qプリズムによるスペクトル

プリズムを通った白色光はスペクトルをつくりますが、
その色の順序についてどうしてその順番になるのかわかりません。

テキストに載っている図と同じものが下のページにのっています。
http://ww8.tiki.ne.jp/~takam/sizen/niji1.htm

この図では、プリズムから出た光が上から赤→青のスペクトルを作っていますが、どうしてこの色の順になるのかわかりません。
まず、プリズムに入射したときの光がわかりません。
プリズムの外での波長をλ1、入射角をθ1
プリズムの中での波長をλ2、屈折角をθ2、とすると、
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勉強不足ですが、アドバイスをお願いします。

プリズムを通った白色光はスペクトルをつくりますが、
その色の順序についてどうしてその順番になるのかわかりません。

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この図では、プリズムから出た光が上から赤→青のスペクトルを作っていますが、どうしてこの色の順になるのかわかりません。
まず、プリズムに入射したときの光がわかりません。
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Aベストアンサー

goodoさん こんばんは。

>>青い光の方の屈折率が赤い光の屈折率よりも大きい
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波長(もしくは振動数)によって波の速さが変わる(すなわち屈折率が変化する)現象は「分散」といわれております。どうしてそういう現象が起こるかというのは残念ながら高校物理の範囲では答えられません。今は事実として受け取って、大学に入学してか学んでください。(非常に感覚的に言うなら、光が媒質中を進むとき原子の周りの電子を振動させるのですが、その電子の振動によってまた電磁波(光)が発生し元の光と重ね合わさるということが次々と起こり光が伝わっていきます。このとき入射光の振動数が異なると電子の応答が変化し、媒質中を伝わる光の速さが変わるということです。詳しくは小林浩一著『光の物理』という本がご覧下さい。) 
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詳しい方,初心者なので解りやすく教えていただければ幸いです。

Aベストアンサー

スラブ型導波路の詳しい導波モードの話は以下の本を参照して下さい。

「光エレクトロニクスの基礎」(Amnon Yariv著, 丸善出版)
(原書第3版 以降)

まず基本的にこの導波の式は連立方程式の形になっていて、角度=~ のように変形することが出来ません。
空気、基板、サンプル膜の3つある場合は、全部で4つの方程式からなります。

ご質問のプリズムカップリングによる角度を求めるには、

1)屈折率、波長、膜厚から伝搬定数b(導波路中を進む波の位相速度を表す)を求める。
(複数の答えがあり得ます)

2)伝搬常数bはいわば導波路中を全反射を繰り返しながら進む波の、面内方向の成分を表していますので、
いま面に垂直な方向からθの角度で反射を繰り返しているというモデルで考えて、
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という関係が成り立ちますので、θがわかります。

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np×sin(φ)=n2×sin(θ)
となり、プリズム内の光の方向φがわかります。
プリズムから外に出る光の角度もあとはスネルの法則で計算できますね。

以上が大まかな流れです。

では。

スラブ型導波路の詳しい導波モードの話は以下の本を参照して下さい。

「光エレクトロニクスの基礎」(Amnon Yariv著, 丸善出版)
(原書第3版 以降)

まず基本的にこの導波の式は連立方程式の形になっていて、角度=~ のように変形することが出来ません。
空気、基板、サンプル膜の3つある場合は、全部で4つの方程式からなります。

ご質問のプリズムカップリングによる角度を求めるには、

1)屈折率、波長、膜厚から伝搬定数b(導波路中を進む波の位相速度を表す)を求める。
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また入射する前の波長をλ、プリズム中の波長をλ’とすると
1×λ=λ’×nより


sinθ=√3λ’/2λ となりますよね
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そもそもsinθ=√3/2nなのだからnは一定だからθは変わらないのでは

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>白色光とは,白熱電球や太陽光のように,全ての色が入っている光をいい,波長がないので
>はなく,色んな波長が混ざっているから
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そうですね。色はλの違いに対応しています。白色光には、ありとあらゆる種類の色の光(つまり、ありとあらゆる種類のλの光)が混じっています。

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波長が違うことが、見える色の違いになって現れることに、直感的に腑に落ちません。

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「色」と言う実体は世の中には無いぞ!

脳の視覚野が情報を捉え、前頭連合野と言う部分が情報を統制して意識の座に上げる。

意識の座が「あ~青だ」と認識する。主観として「そう思う」。

波長が違うと、網膜から脳の視覚野へ伝わる信号の電気レベルが異なり、受取る視覚野が、異なる詳細情報として識別する。

後は、前頭連合野→意識の座、の情報も少し異なり
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色は、脳と、主観(意識の座)の成せる技。

Qプリズムでねらった場所に虹を出す方法

建築のトップライト(天窓)に正三角形プリズム(△の一辺が110mmで長さが600mm)を設置し、建築内の壁面のある部分を狙って虹を落としたいと考えています。壁面は、トップライトのすぐ下です。
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よろしくお願い申し上げます。

Aベストアンサー

理論計算で示すことも可能ですが,手っ取り早くはこんな感じです。
http://www14.atwiki.jp/yokkun/pages/172.html

Q電検三種レベルの問題ですが…ことしも落ちたので一人勉強に限界を感じ、教えていただきたいです。

電検三種レベルの問題ですが…ことしも落ちたので一人勉強に限界を感じ、教えていただきたいです

問題は
原子力発電に用いられる5.0〔g〕のウラン235を核分裂させた時に発生するエネルギーを考える。ここで想定する原子力発電所では、上記エネルギーの30[%]を電力量として取り出すことができるものとする。これを用いて、揚程200[m]、揚水時の総合効率を84[%]としたとき、揚水発電所で揚水できる水量[m3]はいくらかを求めよ。
但し、ここでは原子力発電所から揚水発電所への送電で生ずる損失は無視できるものとし、核分裂エネルギーはアインシュタインの式;E=mcの二乗[J](m;質量[kg]、c;真空中の光の速度3.0×10の8乗 [m/s])で表されるものとする。
また、計算には必要に応じて次の数値を用いることとする。
・核分裂時のウラン235の質量欠損;0.09[%]
・ウランの原子番号       ;92

です。

解説や途中の計算式、解答も教えていただけると非常に助かります。

Aベストアンサー

昔と違い、今はインターネットのサーチ機能を使いこなし、必要な情報が見つかるまで絞込み条件を工夫したりすれば、一般の大抵の情報は得られます。

簡単な情報は先頭10個位の中に見つかると思います。
しかし複雑な場合、先ずターゲットを開くことなく先頭100個位迄の内から ざっと見て関連ありそうなものを10個位は開いてみて確認し、その内から分かりやすく詳しいものについて調べる等努力してください。
その時答に直接関係するものだけでなく、関連情報も眼を通すようにすれば、より理解が進み記憶に残るのではと思います。

上の問題の中にも多数の言葉、情報が隠されています。
原子力発電、核分裂エネルギー、揚水発電、位置エネルギー、
(物理)単位換算、アインシュタインの式、E=mC2、質量欠損、... 

これらを夫々サーチして調べてください。
単独の事柄をばらばらに記憶するよりも、関連した情報も頭に入れて情報のネットワークを作るような形で理解し記憶していけば、応用力も付いて来ると考えられます。

電験三種受験だけに限れば、上の議論は少し大げさになりましたが、このような気持ちで進められたら、実際の仕事に当っても役に立つと思います。

昔と違い、今はインターネットのサーチ機能を使いこなし、必要な情報が見つかるまで絞込み条件を工夫したりすれば、一般の大抵の情報は得られます。

簡単な情報は先頭10個位の中に見つかると思います。
しかし複雑な場合、先ずターゲットを開くことなく先頭100個位迄の内から ざっと見て関連ありそうなものを10個位は開いてみて確認し、その内から分かりやすく詳しいものについて調べる等努力してください。
その時答に直接関係するものだけでなく、関連情報も眼を通すようにすれば、より理解が進み記憶に残...続きを読む

Q光の波長と屈折率について

自然光をプリズムで分散させると、波長が短い光ほどよく屈折すること
がわかります。これは波長が短いほど、媒質中を進む光の速さが
遅いことを意味しているかと思います。
では、高校教科書などにある、絶対屈折率の数値はどの波長の屈折率
を指しているのでしょうか。例えば水(20℃)では絶対屈折率が1.333とあ
ります。波長によって屈折率が異なるわけですから、どの波長の光に
対する屈折率なのかを言及していなければおかしいかと思うのですが・・・

この点はどう考えればよろしいでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>どの波長の光に対する屈折率なのかを言及していなければおかしいかと思うのですが・・・

 だから、厳密な値が必要なときは、必ず明記してあります。
【引用】____________ここから
dn/dtは波長によって異なり、温度によっても変化します。
・・・【中略】・・・
 カタログでは、通常光学設計に用いられるdn/dtrelativeの値を、1,013.98nm(t)、643.85nm(C')、632.8nm(He-Neレーザー)、589.29nm(D)、546.07nm(e)、479.99nm(F')及び435.835nm(g)の波長について、
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ここまで[株式会社オハラ:光学的性質( http://www.ohara-inc.co.jp/jp/product/optical/opticalglass/01002.html )]より
 と言う風に。

 しかし、これは特定の素材について屈折を考えるときは考えなくて良い場合がありますね。なぜなら、波長に比例するので計算過程で消えてしまうから。
 特に断りがないときは、D線--波長589.3nmのナトリウムのD線についての値と判断してよいです。

>どの波長の光に対する屈折率なのかを言及していなければおかしいかと思うのですが・・・

 だから、厳密な値が必要なときは、必ず明記してあります。
【引用】____________ここから
dn/dtは波長によって異なり、温度によっても変化します。
・・・【中略】・・・
 カタログでは、通常光学設計に用いられるdn/dtrelativeの値を、1,013.98nm(t)、643.85nm(C')、632.8nm(He-Neレーザー)、589.29nm(D)、546.07nm(e)、479.99nm(F')及び435.835nm(g)の波長について、
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ここま...続きを読む

Q三相変圧器についての電検三種レベルの問題ですが…ことしも落ちたので一人勉強に限界を感じ、教えていただきたいです。

三相変圧器についての電検三種レベルの問題ですが…ことしも落ちたので一人勉強に限界を感じ、教えていただきたいです。

問題は

図のように、定格電圧66[kV]の電源から三相変圧器を介して二次側に遮断器が接続された系統がある。この三相変圧器は定格電圧10[MVA]、変圧比66/6.6[kV]、百分率インピーダンスが自己容量基準で7.5[%]である。変圧器一次側から電源側をみた百分率インピーダンスを基準容量100[MVA]で5[%]とするとき、以下の問いに答えよ。

(1)基準容量を10[MVA]として、変圧器二次側から電源側をみた百分率インピーダンス[%] を求めよ。
(2)図のA点で三相短絡事故が発生したとき、事故電流を遮断できる遮断器の定格遮断電流[kA]を求めよ。ただし、変圧器二次側からA点までのインピーダンスは無視するものとする。


解説や途中の計算式、回答も教えていただけると非常に助かります。
図はデジカメで撮った画像を添付します。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

平成16年電力の問16と同じです。変圧器1次側から見た百分率インピーダンスを10MVAで換算すると、5*10/100=0.5%となります。7.5%+0.5%=8%です。
2次側の基準電流は、(10*10^6)/(√3(6.6*10^3))=874.8Aなので、ショート電流は847.8/8%=10935A=10.9KAとなります。遮断機の定格遮断電流はこれより大きいと良いとなります。


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