Question

りな

問9問題の意味がわかりません
暗線、明線が逆転するとはどういこでしょうか？

びに、図5のように, スリットS、をふさいでeS、 S:の中点と点Oの間にスリット板およ
ひスクリーンに垂直に平面鏡を置いた。その後、スリットSaに波長スの単色光を入射させ
eこ, Saから直換スクリーンに達する光と平面鏡で反射してスクリーンに達する光が千渉
して、スクリーン上に明暗の縞模様が現れた。ここで, 図5のように, Szから平面鏡上の
点Aで反射して点Pに達する光が進む経路の長さ S:A+APは, SiからPまでの距離S.P
に等しいと考えることができる。また, 平面鏡で光が反射する際に光の位相は元だけ変化
するものとする。
スクリーン
P
ボ…
スリット板
S。
平面鏡
L
図
5
問7 図6は, 図4のときのスクリーン上に現れる明暗の縞模様のうち, 点Oより上の部
分を表している。 図5のときのスクリーン上に現れる明暗の縞模様を表す図として最
も適当なものを, 下の1~6のうちから一つ選び, 番号で答えよ。
明
暗
明
P
暗
明
暗
0
明
図 6
3
6
暗
明
暗
暗
La明
P
P
明
暗
明
0
P
明
P
暗
P
暗
明
明
暗
O'
「暗
O
O「明
0-暗
図7のように,S2とスクリーンの距離をLに保ったまま, S2を平面鏡に対して垂直な方
向に少しずつ遠ざけていったところ, スクリーン上に現れる明暗の縞模様が変化した。
スクリーン
P
IS2
4y
d
2
X
平面鏡
0
L-
図 7
イ
に入れる語句の組合せとして最も適当なもの
fiの空欄
ア
明暗明暗明暗明船山暗
O
暗明暗明暗明船明附明
I
I
4
明暗明暗朗噌明)
の の
N

0
図 6
3
明
P明
P 暗
P
P
P
P
暗
暗
明
O
O 明
0一暗
O
暗
O
図7のように, Saとスクリーンの距離をLに保ったまま, S2を平面鏡に対して垂直な方
向に少しずつ遠ざけていったところ,スクリーン上に現れる明暗の縞模様が変化した。
スクリーン
P
IS:
ボ…
|x
平面鏡
2
L
図 7
司8 次の文章中の空欄
に入れる語句の組合せとして最も適当なもの
ア
イ
を、下の1~6のうちから一つ選び, 番号で答えよ。
このとき,スクリーン上の明暗の縞模様の間隔は, 図5のときとくらべて ア
また,図5のときに点Pにあった明線または暗線は
イ
o
ア
イ
1
小さくなった
点0に近づいた
2
小さくなった
点Oから遠ざかった
3
変わらなかった
点0に近づいた
4
変わらなかった
点0から遠ざかった
5
大きくなった
点Oに近づいた
6
大きくなった
点O;
った
問9 図5のときに点Pに現れていた明線または暗線がはじめて逆転した(明線が暗線に
なった, または暗線が明線になった)とき, はじめの位置からS: を移動させた距離4y
はいくらか。dを用いて答えよ。
明時明附明附明間川
暗明暗明暗明
5
警明
暗明暗明醸
明暗明暗明明
2よ

S」
L
図 ウ
図4のとき
図5のとき
図7(問9)のとき
P 明-(mn= 2)
暗-(m= 2)不
明(m = 2) ラ4x
暗-(m = 2)米
4x
暗-(m= 1)米
4x
|4x
暗-(m= 1) 米
明-(m = 1)
4x
O
「明-(m
0)
暗-(m= 0)
時-(n= 0
図 エ
問8 図エ(b)の点Pは点0から数えて2番目の暗線なので,
dx
2LA
よって, x=
平面鏡によって生じるS2の像の位置をSI', S2を遠ざけた距離を4yとすると, この
ときSi'も4yだけ遠ざかるので, S'とS2の距離がdからd+24yになる。 図エ(c)の点
Oから数えて2番目の暗線の点0からの距離では, ④のdをd+24yに置き換えて,
2LA
x'=
d+24y
したがって, ④, ⑤からx>xとなり, 点0から数えて2番目の暗線の位置は点Oに
近づく。また, Szを遠ざける前の点0から数えてm番目の暗線の点0からの距離xmは,
LA
Xm= m
よって, 暗線の間隔4xは,
LA
4x= Xm+1- Xm= (m+1):
となるので, 図4 (図工 (a)) のときと同じである。同様にして, S2を4yだけ遠ざけた
ときの隣り合う暗線の間隔4xは, ⑥のdをd+24yに置き換えて,
LA
+24y
4x=
したがって, ⑥, ⑦から4x> 4xとなり, 明暗の緯模様の間隔は図5 (図エ(b)) の
ときより小さくなる。 よって, 正解は1である。
問9 S2を遠ざけていくと, 図エ(b)の状態から暗線や明線の間隔が徐々に小さくなっ
ていく。このとき, 点Pでの明暗がはじめて逆転するのは, 点Oから数えて2番目
(m=2)の暗線であった点Pの位置が, 図エ(c)のように点0から数えて3番目 (m32)
の明線になるときである。 したがって, 経路差が+24)Xの点Pが点0から数え
L
て3番目(m=2)の明線になるので、
(d+24y)x
L
5LA
2+
よって,x=
**キ**(8)
2(d+24y)
の, ®より,
2LA
d
5LA
したがって, 4y=
2(d+24y)
[別解] 図エ(b)と図エ(c)について, OPの距離は等しいので,
2×4x-(2+})xar …
6, ⑦, 9より,
2LA
5LA
したがって, 4y=
d
2(d+24y)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

寒

S₂を移動させると距離に応じて明暗が変化します。
明暗が変化した結果、点Pで明線→暗線または暗線→明線に変わることを明と暗が逆になる、と呼んでいます。
つまり、明暗が逆転するとは、明線が暗線に、暗線が明線になることを言います。