「回折格子を通ったたくさんの光は干渉し、距離Lだけ離れた前方のスクリーンに干渉縞を作る。回折格子の正面の点をOとし、回折格子からでる光のうちOに向かう向きから角θだけずれた方向に向かう光を考える。この光の向かう点をQとし、OQ=Xとする。ここで回折格子格子間隔に対して回折格子からスクリーンまでの距離はきわめて大きいので、回折格子を通過してQに進む光は全部平行に進むと考えてしまってよい。」と習ったのですが「Oに向かう向きから角θだけずれた方向に向かう光」はどれもそれぞれに対して平行なんだから点Qにあつまるなんてことはないのではないでしょうか??また回折格子のスリットとはでっぱっているところとへこんでいるところのどちらのことですか??またそのへこんでいるところからはなぜ光がでないのでしょう??長くなってしまいました・・ごめんなさい・・よろしくお願いします!!

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A 回答 (4件)

>ここで回折格子格子間隔に対して回折格子からスクリーンまでの距離はきわめて大きいので


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これが、ミソですが、正しくは、「回折格子の大きさに対して、格子とスクリーンの距離が・・・」と書くべきです。無限遠と似たような話で説明できると言いたいのでしょう。
あなたの疑問はもっともです。説明が悪すぎるような気がします。
ボルンの教科書には、レンズで一点に集める図が書いてあります。凸レンズの役割は、無限に遠い場所での光の強度分布を、焦点の位置で縮小して見せているともいえます。レンズでは、平行光は一点に集まるけれど、違う角度でレンズに入った光は、違う場所に進むことは、分かりますね。

普通の教科書には、回折格子は反射型の絵しか描いてありませんが、世の中には、透過型回折格子といって、障子のサンまたばブラインドシャッターのようなものもあります。その場合のスリットとは、透明な部分のことです。透過型回折格子は、透明な部分は何もない素通しにできますから、ものがあると透過できない真空紫外や軟X線の分光にも使います。真空紫外や軟X線には使えませんが、透過型回折格子の簡単なものは自分でも作れます。工夫して見て下さい。
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この回答へのお礼

とてもわかりやすかったです!!ありがとうございました!!またよろしくおねがいします!!

お礼日時:2003/05/05 10:41

いまだに背景がよくわからないのですが、何を説明している図の話なのでしょうか?



>角θだけずれた方向に向かう光が点Qに集まっている
それであれば、干渉縞という訳ではないことになります。
干渉縞とは明るいところ暗いところのある縞模様を言います。

回折格子の場所の一つで回折された光ではなく、回折格子のどの場所からの光もという話であれば、それぞれが角度θで回折する以上は別の場所に進むことになります。
レンズの働きをする回折格子(単純な格子ではなくなり、同心円上の格子形状となります)であれば、図に書かれているように完全に一点に集光します。
一つの可能性としてそういう説明文章である可能性もあるわけです。

しかし、ここでその図がどんな状況で何を説明するために出てきたのかが重要です。

たとえば、単純な規則的な回折格子の現象の説明で、スクリーンまでの距離Lを遠くに置き、ホログラムの各位置から出てきた光が点Qで干渉し合う様子を式に表したとします。
そして、距離Lを無限大にすると、無限遠の点に集まる光線は完全な平行光線(角度θで進む平行光線)となりますので、そういった説明である可能性もあります。

つまりですね、ご質問の背景がわからないとこれ以上説明のしようがなのです。
ご質問者が学生さんで授業で出てきた話であれば、何の授業でどんなことを学ぶ部分で出てきた説明なのかなど、基本的な背景がわかりましたら、もう少し説明できるかと思います。
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この回答へのお礼

詳しい解説をありがとうございました!!また次回もよろしくおねがいします!!

お礼日時:2003/05/05 10:40

少しお話の背景がわからないので、何とも応えようがないのですが、



1)お話の内容からすると「透過型」回折格子のことでしょうか?
2)前方のスクリーンに干渉縞を作る。
 回折せずに進む0次光と回折した1次光とで干渉縞を作るという意味でしょうか?
3)あとこの回折格子の種類が単純な等間隔の格子で出来た回折格子ですか?

以上が全てYesであると考えてお答えしますね。異なる場合は答えも変わります。

さて、回折格子の中心をいま仮にPとしましょう。このP点からスクリーン上のO点までの直線POの方向が入射光の方向に等しいとしましょう。
すると、0次光(回折しない光)はPOの方向に進みます。
回折する光はそれより異なる別のスクリーン上の点Qと回折格子P点を通る直線PQ方向に進むとします。(これは回折の式からそのような点Qは求められますね)
POとPQのなす角度はθとします。

さて、ご質問にある、

>格子間隔に対して回折格子からスクリーンまでの距離はきわめて大きいので、回折格子を通過してQに進む光は全部平行に進むと考えてしまってよい

は何を言いたいのか私にもわかりません。
また、
「Oに向かう向きから角θだけずれた方向に向かう光」はどれもそれぞれに対して平行なんだから点Qにあつまるなんてことはないのではないでしょうか?
はその通りです。
回折した光のうち点Qに到達するのは、回折格子の点Pを通過した光だけです。
全部平行に進みます。(先の仮定3)が成り立つならば)

あと、透過型回折格子の凸と凹のどちらというご質問ですが、これはどちらもです。
重要なのは凸と凹のピッチです。
凸から次の凸までの間隔と凹から次の凹までの間隔は等しいはずです。
この間隔が格子間隔になります。

では。

この回答への補足

「前方のスクリーンに干渉縞を作る。
 回折せずに進む0次光と回折した1次光とで干渉縞を作る」という意味ではなくて、角θだけずれた方向に向かう光が点Qに集まっている図が説明の側に書かれているんです・・

補足日時:2003/04/06 19:32
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>平行なんだから点Qにあつまるなんてことはないのではないでしょうか??


「平行に進むと考えてしまってよい。」とあります。この言葉には、「本当は平行ではないけれど、ほとんど平行だから、平行と考える」というニュアンスが含まれます。
例えば、三辺が1mm,1km,1kmの長さの二等辺三角形があるとします。2つの等辺は本当は平行ではありません。しかし、実際に書いてみると、ほとんど平行に見えます。そんな雰囲気です。

>回折格子のスリットとはでっぱっているところとへこんでいるところのどちらのことですか?
自信がないので、詳しい事は専門の方に任せます。

スリットはgooの国語辞典に
(2)光や電子の流れを絞る細いすき間。細隙(さいげき)。
とあるから、光が通過できる部分のことだと思います。
へこんでいるところから、光が通過できないのなら、スリットはでっぱっているところでしょうか?
でも、回折格子って傷の有無だったような・・・

参考URL:http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=%A5%B9 …
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この回答へのお礼

ありがとうございました!!無事解決しました!!またよろしくおねがいします!!

お礼日時:2003/05/05 10:39

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Q回折格子って??

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http://www.taki.ed.jp/education/physics/light/03
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Aベストアンサー

>ここで回折格子格子間隔に対して回折格子からスクリーンまでの距離はきわめて大きいので
----
これが、ミソですが、正しくは、「回折格子の大きさに対して、格子とスクリーンの距離が・・・」と書くべきです。無限遠と似たような話で説明できると言いたいのでしょう。
あなたの疑問はもっともです。説明が悪すぎるような気がします。
ボルンの教科書には、レンズで一点に集める図が書いてあります。凸レンズの役割は、無限に遠い場所での光の強度分布を、焦点の位置で縮小して見せているともいえます。レンズでは、平行光は一点に集まるけれど、違う角度でレンズに入った光は、違う場所に進むことは、分かりますね。

普通の教科書には、回折格子は反射型の絵しか描いてありませんが、世の中には、透過型回折格子といって、障子のサンまたばブラインドシャッターのようなものもあります。その場合のスリットとは、透明な部分のことです。透過型回折格子は、透明な部分は何もない素通しにできますから、ものがあると透過できない真空紫外や軟X線の分光にも使います。真空紫外や軟X線には使えませんが、透過型回折格子の簡単なものは自分でも作れます。工夫して見て下さい。

>ここで回折格子格子間隔に対して回折格子からスクリーンまでの距離はきわめて大きいので
----
これが、ミソですが、正しくは、「回折格子の大きさに対して、格子とスクリーンの距離が・・・」と書くべきです。無限遠と似たような話で説明できると言いたいのでしょう。
あなたの疑問はもっともです。説明が悪すぎるような気がします。
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Q分光器の光学配置と回折格子について

分光器の光学配置と回折格子についていくつか質問があります.

「レーザー分光計測の基礎と応用」(濱口宏夫ら編著)では,p.265からの回折格子の
説明で平面回折格子を平面上に等間隔で直線の溝を引いたもの(一般にはラミナー格子のこと)
と定義しておりブレーズ格子と分類上,分けています.その他の教科書では,
平面回折格子とは単に平面上に格子が並んでいるものとなっています.
ブレーズ格子が平面上に並んでいても平面回折格子と言うのでしょうか?

次に,島津製作所のHP
http://www.shimadzu.co.jp/opt/guide/07.html
をみると,回折光と反射光が一致する場合の波長をブレーズ波長
と定義していますが,一般の教科書によると,入射光と回折光と反射光が
一致(つまり,リトロー配置)した時の回折光の波長を
ブレーズ波長と定義しています.どちらが正しいのでしょうか?
(なぜこんな質問をするのかといいますと,一般の教科書によると,
ツェルニー・ターナー配置では,回折格子には平面回折格子を用いると書いています.
なので,ツェルニー・ターナー配置でブレーズ格子を使用してはいけないのかなと思ったためです.)

最後にリトロー配置なのですが,回折光が入射光,反射光と少し方向が違っていても
リトロー配置としている教科書があります.おそらく,少し方向が違っていても
回折効率が大きいので,これもリトロー配置と呼ぶのだと思うのですが,一般的には
こっちでもよいのでしょうか?(私個人としては,少し方向が違わないと,回折光を
検出またはミラーに送ることができないと思うので,こちらの意味だと思うのですが・・・)

(1)ブレーズ格子が平面上に並んでいても,平面回折格子と言うのでしょうか?
(2)ブレーズ波長の正しい定義はどちらでしょうか?
(3)リトロー配置の一般的な意味はどちらでしょうか?

分かりにくい質問だと思いますが,分かるものだけでもいいですので,
よろしくお願いいたします.

分光器の光学配置と回折格子についていくつか質問があります.

「レーザー分光計測の基礎と応用」(濱口宏夫ら編著)では,p.265からの回折格子の
説明で平面回折格子を平面上に等間隔で直線の溝を引いたもの(一般にはラミナー格子のこと)
と定義しておりブレーズ格子と分類上,分けています.その他の教科書では,
平面回折格子とは単に平面上に格子が並んでいるものとなっています.
ブレーズ格子が平面上に並んでいても平面回折格子と言うのでしょうか?

次に,島津製作所のHP
http://www.shimadz...続きを読む

Aベストアンサー

回折格子の用途は分光器だけではありません。
分光器として用いる場合には、当然入射と出力は別の方向でなければ
なりません。

しかし、半導体レーザーの発振波長を制御する目的の場合、完全に
同じ方向に光を返してやる必要があります。

Sacher LasertechnikのサイトにLittrow配置等の説明資料があったはず
ですので、探してみてください。ちなみにLittrowの場合は回折光を
そのままレーザー半導体に戻し、Littmanの場合、一旦鏡で回折光を
うけて、それを戻します。後者の場合、波長を変えても出力方向が
変わらないというメリットがあります。

http://www.sacher-laser.com/ExternalCavity.php

ブレーズド格子であっても、一つの次数だけに光がでるわけではありません。
分光器の場合、他の次数は完全に無駄になりますが、外部共振器レーザー
の場合、戻し光と出力を+とーの次数に割り振る場合があります。

なお、ブレーズ加工方法の制限により、ブレーズドタイプは、
昔は平面タイプしか入手できませんでしたが、今は凹面タイプも
島津などから入手することができます。

http://www.shimadzu.co.jp/opt/products/grating/c01.html

回折格子の用途は分光器だけではありません。
分光器として用いる場合には、当然入射と出力は別の方向でなければ
なりません。

しかし、半導体レーザーの発振波長を制御する目的の場合、完全に
同じ方向に光を返してやる必要があります。

Sacher LasertechnikのサイトにLittrow配置等の説明資料があったはず
ですので、探してみてください。ちなみにLittrowの場合は回折光を
そのままレーザー半導体に戻し、Littmanの場合、一旦鏡で回折光を
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Q回折格子

回折格子の実験をしたときに、スリットから見える2次回折の青の波長の光が、紫に見えたのですが、それはどうして紫に見えたのでしょうか?教えてください。

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紫外線-紫-青-緑--というように人間の目には映ります。
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Qプリズムや回折格子を使った機器

プリズムや回折格子を使った機器ってどんな物がありますか?
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CDとかそうじゃないかなぁと思うのですが…
普通に検索しても実験系のHPしか出なかったので…
簡単な原理(仕組みの説明?)付きで教えて下さると嬉しいです

分かる方、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんばんわ。まったくの素人ですが、おぼろげな記憶の中に
「双眼鏡」「ビデオカメラ」に使われていると聞いた気がします。
ビデオカメラは手ぶれ補正などに使われているとか。
リンクはっときます。

http://www.vixen.co.jp/OLDVIXEN/vixen.co.jp/japanese/bino/binomap.htm
http://web.canon.jp/technology/detail/digi_video/shakecorrect_vap/
http://www.canon-sales.co.jp/projector/tec/cp.html

参考URL:http://www.vixen.co.jp/OLDVIXEN/vixen.co.jp/japanese/bino/binomap.htm

Q回折格子について

回折格子を通った光はなぜ干渉するのでしょうか?
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よろしくお願い致します。m(__)m

Aベストアンサー

まず高校の時に習ったホイヘンスの原理を思い出して下さい。
ホイヘンスの原理は、

ある波面があったとします。ここで簡単にするためにそれは平面波としましょう。
その波面の個々の点をすべて点光源と見なします。
次にその点からの球面波をすべて干渉させます。
すると、その合成された波面もまた平面波になります。

光はこのようにして進んで行きます。

ここでもし途中に等間隔の回折格子があり、一部の光が遮られると、干渉して合成した波面はもとの波面より傾きます。しかし傾くだけで形は平面波のままです。
つまりこれにより回折という現象が起きるわけです。
回折格子を通ったからと言って、平面波が平面波でなくなることはありません。
平行に入射した光と考えると考えにくいですが、ホイヘンスの原理に基づいて点光源の集まりとしての平面波が入射したと考えればそのままその平面波の面が傾くだけだと考えるとわかりやすいです。
ですから平行というのは近似ではなく平行なのです。

ホイヘンスの原理とは、光は点光源の集まりであり、それらが干渉して一つの光の束となり進んでいるという考え方です。

現在は、ホイヘンスの原理では後進波(後ろ向きに進む波)がないことを説明できませんので、これを修正したフレネル=キルヒホッフの回折が使われています。
なお、厳密に式を解くと、波面が平行なまま永久に進むためには、その波面が無限の広さを持っていることが必要になりますので、実際には少しずつですが平行からずれていきます。
その意味では厳密に平行な光というのは「現実には」ありません。でも「理論的には」存在できます。

もしまだわからないことがあれば補足下さい。

まず高校の時に習ったホイヘンスの原理を思い出して下さい。
ホイヘンスの原理は、

ある波面があったとします。ここで簡単にするためにそれは平面波としましょう。
その波面の個々の点をすべて点光源と見なします。
次にその点からの球面波をすべて干渉させます。
すると、その合成された波面もまた平面波になります。

光はこのようにして進んで行きます。

ここでもし途中に等間隔の回折格子があり、一部の光が遮られると、干渉して合成した波面はもとの波面より傾きます。しかし傾くだけで形は平面...続きを読む


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