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実験で回折パターンの実験を行いました。
この実験では単スリット(太&細)、複スリット(間隔広&狭)、円スリット(大&小)で実験してその回折パターンの違いを求めるというものなのですがパターンの違いが微妙なのと、何故それが起こるのがよく分かりません。
単スリットは狭い方が回折光が長く延びていたように見えました。
複スリットは間隔が狭い方が細かく黒い線が入っているように見えてました
このほかに違いって出るものでしょうか?
あと上記のようになった理由もよく分からないです・・・

A 回答 (1件)

>単スリットは狭い方が回折光が長く延びていたように見えました。


それで正しいです。

>複スリットは間隔が狭い方が細かく黒い線が入っているように見えてました
これは逆だと思います。

>このほかに違いって出るものでしょうか?
円の場合にも小さいほうが広がり、大きいほうが狭いはずです。

>あと上記のようになった理由もよく分からないです・・・
単スリット、円のピンホールについては「回折」という現象を見ています。
複スリットでは、更に回折した光同士の干渉を見ています。

あとは回折の式と干渉の式を眺めてみてください。
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Q単スリットでのレーザ光の回折:量子力学

非常に基本的な質問ですがよろしくお願いします。    単スリットに単色レーザを入射させると、なぜ干渉縞が現れるのでしょうか?二重スリットならともかく、単スリットであるのに干渉縞が現れる原因がわからずにいます。   また、同様に電子波を単スリット(二重スリットではなく)に入射させても、干渉縞は現れるのでしょうか?   

Aベストアンサー

単スリットでも干渉するのは、スリットに幅があるためです。
単スリットは、滅茶苦茶小さいスリットが無数に並んでいるようなものです。
干渉パターンは矩形のフーリェ変換(の2乗)の形になるのではなかったですか?
たしか、xを中心からの距離に比例するものとして、(sinx/x)^2の形だったはず。

2重スリットによる干渉を考える場合、通常、
スリット自身の幅はスリット間隔に比べて無視できるとして計算しますが、
2重スリットの場合でも、きちんとスリット自身の幅も考慮して計算すると、
本当は、干渉縞は一様に現われるのではなく、(sinx/x)^2の強度をともなって現われ、
干渉パターンは、
《単スリットによる干渉効果(sinx/x)^2》×《2重スリットによる干渉効果》
とう形になることがわかります。
ただし、スリットの幅の効果は(sinx/x)^2の形なので、
ファーストピーク以外はかなり光の強度が弱くなりまず。
また、単スリットがつくる干渉パターンのスケールの方が、
2重スリットがつくる干渉パターンのスケールよりずっと大きいです。
単スリットでの干渉模様が、スリットを2重にすることで細かい格子模様になる、
と考えた方がよいでしょう。
通常はスリットの幅をスリット間隔に比べ0と考えるので、
ファーストピークを与える幅がスクリーンの全域になると錯覚しがちなのです。

電子の干渉も原理的にはレーザーの干渉と同じはずです。

単スリットでも干渉するのは、スリットに幅があるためです。
単スリットは、滅茶苦茶小さいスリットが無数に並んでいるようなものです。
干渉パターンは矩形のフーリェ変換(の2乗)の形になるのではなかったですか?
たしか、xを中心からの距離に比例するものとして、(sinx/x)^2の形だったはず。

2重スリットによる干渉を考える場合、通常、
スリット自身の幅はスリット間隔に比べて無視できるとして計算しますが、
2重スリットの場合でも、きちんとスリット自身の幅も考慮して計算すると、
本当は、干渉縞...続きを読む


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