先に学ぶ内容重ね合わせ・干渉・回折

光の屈折と干渉

空気中の石けん水の薄い膜(屈折率1.33⁠)に、波長⁠550 nm⁠の光を真上から当てる。

膜厚を103.4 nm⁠から2⁠倍にすると、反射光の強さは何倍になるか?

式から現象を説明する

  1. 1物質中の光の速さと波長を求めるn=⁠cv……
  2. 2膜内の往復距離から、反射光どうしの光路差を求める光路差:2 n d……
  3. 3反射で山と谷が入れかわることを入れ、強め合う条件を出す2 n d=⁠(m + ½) λ……
  4. 4弱め合う条件を出し、厚みを2⁠倍にした膜に当てはめる2 n d=⁠m λ……
  5. 5白色光で、膜の厚みと反射光の色の関係を調べるλ=⁠2ndm + ½……
  6. 関連する現象:屈折・虹・レンズ・回折・偏光
  7. 6光の速さを屈折率で表し、屈折の法則を導くn₁ sinθ₁=⁠n₂ sinθ₂……
  8. 7水から空気へ進む光の全反射の条件を求めるsinθc=⁠1n……
  9. 8雨粒で色を分ける赤 42.4°⁠,紫 40.7°……
  10. 9レンズで像を結ぶ1a+⁠1b=⁠1f……
  11. 102⁠本のすき間に光を通すΔx=⁠L λd……
  12. 11すき間をたくさん並べるd sinθ=⁠m λ……
  13. 12偏光板を重ねるI=⁠I₀ cos²θ……