ヤングの実験は光が2本しかないからθが大きくなるとだんだん明線と暗線の境目が曖昧になっていきますか？回折格子は光がたくさんあるのでθが大きくなってもハッキリ明線が表れますか？θの近似ってそれが理由でヤングのみOKとなっていますか？回折格子は外角定理よりθが同じだと分かって光... 続きを読む

(3)で最終的に言いたいことは、θ=θ0だからθで入射して屈折することなく直進した先にm=0のときの明線ができるってことですか？ あと、問題にはなっていませんが、ガラスと空気中では屈折率が異なるのにλは変化しないんでしょうか？(媒質が変わらないから変化しないのかなと思ったん... 続きを読む

353折格子 回折格 回折格子に平面波の光を当てると, 子の後方に置かれたスクリーン上に干渉縞が現れる。 じま 回折格子 の断面 00 スリット間隔 (格子定数) dの回折格子に, 波長の平面波の光 を当てたとき,明線の方向が回折格子の法線となす角を0とする。 (1)入射光を回折格子に垂直に当てたとき, sin を入, d および 整数を用いて表せ。 00- 2 図1のように入射光の方向を角度 6。 だけ傾けて回折格子に当 てたとき、回折前後の波面を考え, 隣りあうスリットを通過す」 図1 る光の経路差を求めることにより, sin0を0,入, d, および整数mを用いて表せ。 (2)において、入射光の進行方向と=0の明線ができる方向とのなす角を求めよ。 40=30°= 0.4d のとき, 明線の方向として最も適当なものを図2の(ア)~(カ)の中か ら1つ選べ。 図2 回折格子 * の法線 明線の * 入射光 方向 (ア) (イ) (ウ) (エ) (オ) (力) [兵庫県大 改] -347 物

答えは1番です。 解き方が全く分からないので教えてください！

物理 B図3のように,コンパクトディスク (CD)の面に真上から懐中電灯の光を当て、 「上方から見ると, CD 面上が同心円状に虹色に色づいて見える。 この現象について 考えてみよう。 図 3 O' a 0 図 ゆ CD の表面には小さな凹凸の溝が等間隔に刻んであって, 凸の部分から特定の方 向に光が強く反射され, 反射型回折格子のはたらきをしている。図4の上部はこの 様子を CD の半径00′に沿った断面で見た図である。 図4の下部の拡大図は, 半径 OO′ を通る CD に垂直な面内で, CD 面に対して角度で入射した光が,角 度の方向に回折する様子を描いている。

1つ目から分かりません。

10 5 15 10 5 4 回折格子(p.203~204) 格子定数 d[m] の回折格子に,波長 [m] の緑色の光を垂直に当てると, 後方[m] の位置にあるスクリーンに明暗の縞がで きた。スクリーンの中央0から距離x[m] 離れたスクリーン上の点Pに向かう光と 入射光のなす角を0とする。 ただし, 0 回折格子 光 はきわめて小さく, sin≒tan が成りたつとする。 0 P 10 (1)点Pに明線ができるための条件式を,d, i, L, x,m(m=0, 1, 2,..) を用 いて表せ。 (2)隣りあう明線の間隔4x[m] を, d, 入,1を用いて表せ。 (3) (a) 緑色の光を,赤色の光にかえると,明線の間隔は小さくなるか,大きくな るか。 (b) 単位長さ当たりの筋の本数が2倍の回折格子にかえると,明線の間隔は何 倍になるか。 第3編 波

物理 波 解き方わからないですお願いします

白色 先 B1のように、ガラスに多数の平行な像をつけて作った回折格子に単色光を に入射したところ、入射方向から角8の方向で回折光が強め合った。また, 図2のように、回折格子の前方にスクリーンを置くと、スクリーン上には回折光 による明が現れた。 00 の男を0とし、そこから近い順に1次元 光..., と呼ぶことにする。ただし、単位長さあたりの数をNとする。 椅子 図2 2次先 先 1 2次先 長の先での方向にm先が生じた。 このときに成り立つ 式として、正しいものを、次の①~6のうちから一つ選べ。ただし,mは または正の整数である。 Nain-mi sin ml Ncos-mi Naine (m+ (+ Ncoes-(m+ cos-mλ 5 N3.0×10本/mm としたとき、3次光が030 の方向に生じた。単色 光の波長入はいくらか。最も適当なものを、次の①~のうちから一つ選べ。 6m ---0-3.6 x 10-7 4.6 x 10~7 ③ 5.6 x 10-7 ④ 6.6 x 10- 7.6 '10-7 Jsing 6 単色光を白色光に替えると、 ではなく幅のあるスペクトル(いろいろな 色がして並んだ光の壱)になるためり合うスペクトルどうしが重なっ てしまうことがある。 白色光に含まれる光の波長入の範囲を, 3.6 x 10mm 入る 7.1x10m として実験を行ったとき、1次光, 2次元 3次光の重なり方について説明し た文として,正しいものを、次の①~5のうちから一つ選べ。7 ①1次と2次は重なるが,3次光は重ならない。 ② 1次光は重ならず 2次元と3次光は重なる。 ⓒ 1次光と光が重なり. 2次元と3次光が重なるが, 1次元と3次元 は重ならない。 1次2次元 3次光のすべてが重なる。 ⑤ いずれも重ならない。 _質1の左側の面から入射する光線を、光の三原色である青 緑 赤の色の光 に取り替えた。 これらの光線からなる1本の光線を紙面と平行に入射させたと ころ、1の右側の面から出てきた光線は色ごとに分けられていた。 ただし, 1の内部を進む光線は2との境の上下の面でそれぞれ1回ずつ反射し、 1の左側の面と右側の面は互いに平行であるものとする。 また、波長が短い 光ほど質1の屈折率が大きい。 問61の右側の面から出てきた光線の色と進む方向を表した図として最も 適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。19 光ファイバーに 白色光を入れます。

回折格子の格子定数および、光源の波長の変化により、干渉像の光点間隔がどのように変化するか回折角の観点から説明して頂きたいです。 お願い致します

考え方が分かりません。答えは5です。

3 次の文章を読み、 下の問1~4に答えなさい。 〔解答番号 | 1 19 真空中で、静止していた電子を加速電圧 Vで加速して得られる電子線を、図のよう に、互いに平行で間隔がdの格子面をもつ結晶に, 格子面に対して入射角 0 で照射す る。このとき, 結晶内部は外部の真空より電位が高いため (内部電位という), 結晶内 部に入射する電子線は屈折角で屈折し, 格子面で反射して, 結晶表面で反射した電 子線と干渉する。 内部電位はVで一定であるとし、電子の質量をm, 電気素量をe, プランク定数をんとする｡ 結晶内部・ 電子線 入 StarS ) 4 0 0 結晶表面 第1の格子面 d

これ基底状態から第一励起状態になるときk格からL格に電子が１つ移ることで電子同士の斥力でなんかすごいことになったりしないんですか？

594. フランク・ヘルツの実験 解答 (1) 解説を参照 (2) 2.5 指針 加速された電子の運動エネルギーが, 水銀原子の基底状態と, 最もエネルギーの低い励起状態とのエネルギー差に等しくなるとき, 原 子内の電子を励起し、エネルギーを失う。 エネルギー差に等しくないと きは、原子内の電子を励起できず, エネルギーを失わない。 解説 (1) FG間の電位差で加速された電子は,その運動エネル ギーが小さいとき, 水銀原子に衝突しても, 原子内の電子を励起でき ないので,途中でエネルギーを失うことなくPに達する。 しかし, 加 速した電子のエネルギーが, 水銀原子の基底状態と, 最もエネルギー の低い励起状態とのエネルギー差に等しくなると,電子は,水銀原子 内の電子を励起し, エネルギーを失う。 このため,電子は, Gよりも わずかに電位の低いPに到達できなくなり、 電流計に流れる電流が減 少する。 さらに電位差Vを大きくすると,やがて電子のエネルギーは, 2回目の励起によって失われ、 再び電流が減少する。 このようにして, 電流は,増加・減少を繰り返す (図)。 (2) 電位差Vが4.9V 大きくなるたびに、電流は減少を繰り返すため. 水銀原子のエネルギー準位の差は 4.9eV である。 また, 観測される紫 外線は, 励起された水銀原子内の電子が基底状態にもどるときに放出 される光子であり, 4.9eVのエネルギーをもつ。 プランク定数をん, 電気素量をe, 光速を c, 紫外線の波長を入とする と. eV= 入について整理し, 各数値を代入すると, i= hc eV = hc 入 ( 6.6×10-34) × ( 3.0×10) (1.6×10-19)×4.9 = 2.52×10-7m 2.5×10-7m 理 C

こういう記述系のことをちゃんと書くことが苦手なのですが 具体的に押さえておくべきポイントとかありますか？

593. 水素原子の 解答 (1) 解説を参照 (2) 6.6×10-7m 指針 電子がより低いエネルギー準位に遷移するとき、準位間のエネ ルギー差に相当するエネルギーをもつ光子が放出される。 このとき,準 位間のエネルギー差が大きいほど, 放出される光子の波長は短い。波長 の長短とエネルギーの大小を関連させて考える。 (2) では, 与えられた式, 404 12/12 (1111) を用いる。 =R 12 222 n n 解説 (1) エネルギー 準位の高いところから低 いところに電子が遷移す るとき, 準位間のエネル ギー差に相当するエネル ギーをもつ光子が放出さ れる。 F は, 最も波長が 短い(エネルギーが大き い) 系列に属しており, この系列は,準位間のエ ネルギー差が最も大きい 系列である。したがって,電子が遷移した後のエネルギー準位は最も 低く,その量子数はn'=1である (図)。 また,F は,その系列の中では最も波長が長く、エネルギーが小さい。 これから,遷移する前のエネルギー準位の量子数は, n' = 1のエネル ギー準位との差が最も小さいn=2である。 量子数2のエネルギー準 位から量子数1のエネルギー準位への遷移による電磁波である。 (2) D, E は, 波長が2番目に短い系列に属しており,この系列は, 準 位間のエネルギー差が2番目に大きい系列である。 したがって, 電子 が遷移した後のエネルギー準位の量子数は, n'=2である(図)。 D は, その系列の中で最も波長が長く, エネルギーが小さいので, 量子数 n=3のエネルギー準位から量子数n'=2のエネルギー準位への遷移 によるものである。 Eは, Dの次に波長が長いので,n=4からn'=2 へのエネルギー準位間の遷移によるものである。 波長 エネルギー D E B 各系列で,準位間の エネルギー差が小さ い一部の遷移を示す。 FC 量子数 ∞ 与えられた式, 1/1=R ( 17/11/12 ) を用いると,Eの輝線の光の波長 n²

なんでこれ強め合うんですか？明るい、暗いの条件、言われてないんですけど

る。 少の薄 RU 真 どのよ 943 ラス 目の可視 94 光 装置で、光源から波長の光を入射させて実験をし 299 ヤングの実験 右図のようなヤングの実験の 点を原点O, スクリーンと複スリットの距離をL た。 S, S, がら等距離の位置にあるスクリーン上の (1) 屈折率n, 厚さの物質Aをスリット S, の前に置いた。 このとき, 光は物質に対 してほぼ垂直に物質を横切るものとして, 単スリットと複スリットの間で生じる光路 = dはLに比べて十分小さいものとする。 差を求めよ。 (1)で、もともと原点Oにあった縞模様はどちらにいくら移動したか。 (3)物質Aを取り除き,スリット So を図の矢印の向き(下向き)にゆっくりと動かした。 物質を取り除いた後,干渉縞の明暗が初めて反転したときのS,S,-S,S2 はいくらか。 5番目と だけずれ | Step ただし、 94 3 解答編 p.163~166 (1) id, 0, を用いて表せ。 次に、図2のように波長がわずかに異なる。 波長の光を当てると, その1次の回折光を同じ 源 201 300 回折格子 格子定数d の回折格子に,波長入の単色 光を当ててスクリーンに向かわせると,図1のようにスク リーン上で明点が観察された。 図2のように、回折格子に 入射する光の進行方向と回折格子に立てた法線とのなす角 回折光と回折格子に立てた法線のなす角をβとする。 ここでは,α<βの場合を考え, 反射面に入射した光は, 反射面を中心とした素元波を発生させて、 様々な向きに広 がって進んでいくと考えてよいものとする。 (1) 経路 AD, BC をそれぞれ求めよ。 (2) 隣り合う回折光が強め合うときの条件式を書け。 図2 (3) 入射角α = α′で入射し、同じ角度で反射した光 (0次) に対して,最も近い明線の回折光 (1次) がβ=β' を満たすとき,角α'と'の間に成り 立つ式を求めよ。 の方向で観測するためには,回折格子をゆだ け傾ける必要があった。 (2) 経路の差P'A+ AQ' をd, p, 0, を用いて表 せ。 (3) - d, 0, を用いて表せ。 ただし, in cosp=1 と近似せよ。 である。 1 A 入射光 d S 回折格子 6801 回折格子図1は、格子定数dの回折格子に垂直に波長入の光を当て,入射光と の角をなす方向で干渉が起こることを説明した図である。このとき, 1次の回折光は 0 = 0, の方向で干渉を起こした。 PLA A 10 1 図1 図1 スクリーン 回折光 C D B 101 図2 (2) ASP'=, ∠ASQ'=0,-p 基礎 物理 23 その回折と干渉 185