【演習】光の干渉 〜ヤングの実験〜

物理【波】第12講『光の干渉 〜ヤングの実験〜』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

光の干渉 〜ヤングの実験〜光の干渉が苦手という人に共通してるのは,式の暗記で済まそうとしていること。干渉条件は導出ができないと意味がありませんよ!...
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問題

下図のように単スリットS0,複スリットS1,S2,スクリーンを配置する。 単色光をスリットに通したところ,スクリーン上には明暗の縞模様が生じた。 以下の各問に答えよ。 ただし,Ldに比べて十分大きいと考えてよい。

[Level.1]
スクリーンに明暗の縞模様が生じるのはなぜか。 簡潔に説明せよ。

[Level.2]
隣りあう明線どうしの間隔をd,L,λを用いて表わせ。

[Level.3]
単スリットS0を図のy軸の正の方向に移動させるとスクリーン上の縞模様はどうなるか。 以下の選択肢から正しいものをすべて選び,記号で答えよ。
(a)明線が明るくなる
(b)明線が暗くなる
(c)隣りあう明線どうしの間隔が広くなる
(d)隣りあう明線どうしの間隔が狭くなる
(e)縞模様全体がy軸の正の方向に移動する
(f)縞模様全体がy軸の負の方向に移動する

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
S1,S2で回折した光が干渉して,強めあう部分と弱めあう部分が生じるため。

[Level.2]
\frac{L \lambda}{2d}

[Level.3]
(f)

(※ 解説は現在準備中。)