高校の物理の質問です。答えはもらっているのですが、答えの導出過程がわかりません。大問6、大問7について、教えてください。急いでるので、早めに回答いただけると幸いです。

6 図はヤングの干渉実験を示しており, Dは波長の光源, 複スリットの間隔 S1 S2 = d, スクリーンと複スリ ットの距離L, スクリーンの中心0からxだけ離れた点をPとする。 また, xとdはLに比べて十分に小さい。 (1) Pから2つのスリットまでの距離の差 | PS2 PS1 | を求めなさい。 (2)点Pに番目(m=0, 1, 2, ...) の明線が現れる条件式を 答えなさい。 (3) 干渉縞の間隔4xの値を求めなさい。 (4) 入射光線の色が赤色と緑色の場合で, 干渉縞の間隔4x が大きい のはどちらか。 L スクリーン スリット 干渉縞 (5) d=2.0×10-4m,L=1.2m, 4x=3.0×10-3mだった。 当てた光の波長はいくらか。 (6)(5)の装置を屈折率1.2の液体中に入れて実験するとき,干渉縞 の間隔 4xはいくらになるか。 薄膜の干渉 屈折率n'の液体の上に, 屈折率n (n<n')の 油の薄い膜(膜厚はd) が浮かんでいる。 空気中を進んできた 波長の単色光が, 右図のように油膜の表面および裏面で反射する。 ただし、液体中に屈折する光は省略されている。 油膜への入射角をi, 屈折角をr, 図中のB2C=a, B,D=bとする。 (1) この単色光の油膜の中の波長はいくらか。 (2)次の文中の{ }内より正しい方を選びなさい。 点Cにおける反射では位相は① {π変化し・変化せず}, 点における反射では位相は② (π変化する変化しない}。 b, nを用いて表しなさい。 (3) 図中の2つの光の光路差を,Q, (4)m=0, 大気 Az A1 B2 a E (屈折率1) B C 油膜の厚さ 油膜 (屈折率n) 液体 D 屈折率) 1, 2, …とする。 E点で観察するとき、2つの光が強め合って明るく見えるための条件式を、 と油膜の厚さdおよび必要な文字を用いて表しなさい。 m 6 dx 1) 2) L LA 3) d 4) 赤色 5) 5.0x 10-7m 6) 2.5×10-3m 【思考判断 4点× 6問 = 24点】 1) 2) ① 変化し 72 ② 変化する 3) 2nb-a 4) 2nd cosr= =1/2x2m

途中式が全く分からなくて....解説お願いします！ 特に最後の⑩と⑪がよく分かりません

本書の以後の問題では、 特に断らないかぎり, 重力加速 |度の大きさをg=9.8[m/s] とする。 | 本書の以後の問題では,特に断らないかぎり, 空気抵抗は無視できるものとする。 217 ヤングの実験 ヤングの実験に関する次の文章中の空欄 に適当な式を入れよ。 スリット St, S2 から波長の光が出てスクリーン上に明暗の 縞ができた。 点Pでは明線, 点Qでは暗線が確認されたとき, m=0, 1, 2, |S,P-S2P|= |SQ-S2Q|= として, の関係が成り立つ。 スリットとスクリーンの距離Lがスリット間隔dに比べて非常に大きいとき (L≫d), SP とSPは平行とみなせるので, 図の角0とdを用いると |S,P-S2P|=|| また、実際の角0は非常に小さいので、点Pの位置をxとすれば, sin0≒tan0= となり, 経路差|SP-SP|はL, d, x を用いて, |S,P-S2P| = (6 となる。 ① と ⑤の結果より, 隣り合う明線の間隔 4. は, 4x= と書ける。この4x を測 定することにより, 未知の光の波長を計算することができる。 d = 0.50[mm], L=1.0[m], 4.x=1.0[mm] で ある光の波長は、入 = [[m] である。 もうひとつの方法で経路差を考えてみよう。 上の図で三平方の定理を用いると, |S,P|=® |S2P|=|| である。 これより,|S,P-SP|=① となる。 ここで,d, rはLに比べて十分小さいことから, h≪1のとき (1+h)"≒1+nh となる近似を用いて, |S,P-S2P|=| となり, (10) ⑤と同様の結果が得られる。 I 02

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

物理です至急お願いします、 教科書の問題を解いたのですが答えが見つからないので正しいか見てほしいです。

例題 8 ヤングの実験 2枚のついたてA, B を平行に立て, Aにはス リット So, B には狭い間隔 dでスリット S1 S2 が備えられている。 Bから距離Lはなして, A, Bに平行にスクリーンCを置く。 S の左側の 光源から、波長の単色光 (赤色) を送ると, C に明暗の縞模様が観察された。 S1, S2 の垂直 等分線とCとの交点をOとする。 So から S, 光源 S2 までの距離は等しく, L≫ d とする。 次の各問に答えよ。 S₁ L B (1) 点0から上向きに距離 x はなれた点をPとする。 S, S2 から点Pまでの光の経路差を, d, L, を用いて表せ。 ただし, L≫x とし, 0が十分に小さいとき, sin0≒tan が成り立つことを用 いよ。 (2)点から上向きに数えて1番目の明線と点0との間の距離を求めよ。 目 光 仮 ト 求 準 10 75 ① 指針 S, S2 から点Pまでの2本の光の経路は,L≫dなので,平行とみなし、経路差を考える。 2 この経路差が波長の整数倍のときに,2つの光は強めあう。 解 (1)S1, S2 から点Pまでの光の経 路は, L≫dであり, 平行とみなすこと ができる。 したがって, 図のように, 経 路差は dsin である。 0は十分に小さ いので, 近似式を用いると, L x dsin0≒dtan0=d ...1 P Sz 0 0 S₁I 経路差 dsin 0-m) (2)点から数えて1番目の明線は, S, S2 からの経路差が入となる位置にできる。 求める距離を x' とすると, 式 ① を用いて, L x'= L入 d 類題 8 ヤングの実験で, 間隔が0.50mmのスリットに単色光を入射させたところ, 1.5m はなれた スリットに平行なスクリーン上の中央付近に、間隔が1.8mmの干渉縞が観察された。この光の 波長を求めよ。 ③ 15 20 TRY 干渉縞のようすを考えよう 例題8において,次の (ア)~ (エ)に示すように実験条件を変えた場合, 点0から数えて1番目 この明線の位置は、0に近づくか, 0から遠ざかるか, それとも変わらないか。 理由とともに答 25 えよ。 (ア) スリットの間隔dを大きくした場合 A = L とざかる (イ)スリットからスクリーンまでの距離Lを大きくした場合 近づく (ウ)光源の単色光を赤色から青色のものに変えた場合→小さくなるか (エ) BC 間を屈折率n (1) の液体で満たした場合 202 第II章 波動 ・きょり→丈 入は小さくなる→ちがおく 4 スク

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

4 光Iが屈折率小➡️大というのはどこを見ればわかるのでしょうか

3 屈折 む距離はいくらか。 光を垂直に当てた。 表面で反射する光Ⅰと, 膜に入って裏面で反射し、再 4 空気中にある厚さd, 屈折率nの薄膜(表面と裏面は平行)の表面に,単色 び空気中に出てくる光Ⅱ との経路差と光路差はいくらか。 また, 光Iと 光Ⅱの反射による位相の変化はどうなるか。 明線となる条件は「経路差=mi」 中央の明線はm=0であるから,その隣 の明線はm=1である。 したがって |PS-PS2|=入 入の1倍 2 明線となる条件 「dsin0=m入」 より (2.0×10) xsin30°=2入 よって 入 =5.0×10-7m 3 光路長=屈折率 × 距離 = nd 4 図より 経路差 =2d. 光路差 = 屈折率× 経路差 = 2nd " 光Iは屈折率小大の反射なので 位相 がずれる (半波長分変化する)。 光IIは屈折率大小の反射なので、位相 は変化しない。

光の回折と干渉 221はm＝1として計算するのに222はm＝0として計算するのはなぜですか？ ⚠︎書いてる式はまちがってます

° 221薄膜による干渉 ガラスに光が入射する とガラス表面で反射が起こり、 自分自身がガラス面 に映り込む。この映り込みを防止するため, ガラス 表面に屈折率1.37 の反射防止膜を施す。 ただし、 ガラスの屈折率は反射防止膜より大きいものとする。 (1) 波長 5.5×10-7mの光がガラス面に対して垂直 に入射したときの映り込みを防ぎたいとき, 反射 防止膜の最小の厚さはいくらか。 2.74xd=5.5×107×1 -7 2.00×10-m (2)この光が反射防止膜に斜めに入射し、屈折角が 30°のときの映り込みを防ぎたいとき,反射防止 膜の最小の厚さはいくらか。 3=1.73 とする。 2 2.14×133=5.5×10-7 2.3×10-7 222 くさび形空気層による干渉 図のよう にくさび形の空気層をつくり,真上から波長 6.0×10-7mの光を当てたところ、多数の縞模様が 現れた。 ガラス板が接しているところから最も近い 明線の位置の,ガラス板間の空気層の厚さはいくら か。 明線 6.0×10-7+3.0×10 = 2d ここの空気層の厚さだよ m=0

(2)なぜ暗線なのですか？

4 2枚の平行平板ガラスの交点 0 から L=0.10m離れた位置に厚さ D[m]の 角1 アルミ箔(はく)をはさむ。 真上から波 長入 = 6.0x10-7mの光を当てて、上か ら反射光を観察すると干渉縞(しま)が見 えた。 交点から [m]の位置Pでの 空気層の厚さをd[m]とする。 (1) 位置Pに明線が見えるときの2d を 入, m(m=0,1, 2 ) を用いて表せ。 (2) 点0付近に見えるのは明線か,そ れとも暗線か。 光 11 X Ta -L=0.10m アルミ箔 D (3) 位置Pに明線が見えるときのxを入, L, D, m (m=0, 1,2,...) を用いて表せ。 (4) 明線の間隔が2.0mmのとき, はさんだアルミ箔の厚さ D [m] はいくらか。 (5) 2枚のガラス板の間を水で満たす。 ガラス板の間が空気の場合と比べて, 明線の間 隔は何倍になるか。 ただし, 空気の屈折率を1, 水の屈折率をnとする。 (6) 再びガラス板の間を空気だけにして, 上のガラス板を固定し、下のガラス板を水平 に保ったまま鉛直下方にゆっくりと下降させる。 (a)干渉縞は右, 左のどちら向きに移動するか。 (b) 干渉縞の間隔はどうなるか。 (

(１)にmとm+1を代入して差を求めたら明線間隔にはならないのですか？

350 くさび形空気層による光の干渉■ 2枚の平行平 く じま 板ガラスの交点OからL=0.10m離れた位置に厚さ D [m] のアルミ箔をはさむ｡ 真上から波長 入 = 6.0×10-7m の光 を当てて, 上から反射光を観察すると干渉縞が見えた。 交 0 点Oからx [m] の位置Pでの空気層の厚さをd [m]とする。｣ (1) 位置Pに明線が見えるときの2dを入, m(m=0,1,2, ･･･)を用いて表せ。 光 - L=0.10m - [D アルミ箔 (2) 点0付近に見えるのは明線か,それとも暗線か。 (3) 位置Pに明線が見えるときのxを入, L, D, m(m=0,1, 2, …) を用いて表せ。 (4) 明線の間隔が2.0mmのとき, はさんだアルミ箔の厚さ D [m] はいくらか。 (5) 2枚のガラス板の間を水で満たす。 ガラス板の間が空気の場合と比べて, 明線の間隔 は何倍になるか。 ただし, 空気の屈折率を1, 水の屈折率をnとする｡ (6) 再びガラス板の間を空気だけにして, 上のガラス板を固定し、 下のガラス板を水平に れさま鍋直下方にゆっくりと下降させる。