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物理 高校生

物理の薄膜による干渉の問題です。 写真3枚目、(8)の「m=0ではiを大きくしたときに次の極大点を取り得ない」というところの理由が分かりません。 m=0のとき光路差はちょうど半波長になると思いますが、このとき入射光を大きくしても、干渉光が再び最大の明るさになることはないとい... 続きを読む

12光 991.〈薄膜による光の干渉〉 図1に示すように,空気中で水平面上に置かれた屈折率 n の平坦なガラ (1) ス板の上に,屈折率 n で一様な厚さdをもつ薄膜が広がっている。波長 の単色光を薄膜表面に対して垂直に入射させ,薄膜の上面で反射する光線 ① 空気 と。薄膜とガラス板の間の平坦な境界面で反射する光線②の干渉を考える。 光線①と光線②が干渉して生じた光のことを干渉光とよぶ。いま,空気の屈 折率を1とし,n>n>1 の場合を考える。 屈折率 n1, n2 が光の波長によっ て変わらないとして,次の問いに答えよ。 薄膜 (2) (1)薄膜中の光の波長 入 を, n1, 入。 を用いて表せ。 (2)薄膜の厚さを0から連続的に増していくと, 光線 ①と光線 ② からなる干渉光は,強めあっ て明るくなったり,弱めあって暗くなったりした。 干渉光の明るさがん回目の極大となっ たときの薄膜の厚さ dk を, n1, do, k (k=1,2,3, ・・・) を用いて表せ。 (3) 薄膜の厚さ dk のときに, 入射する単色光の波長を入から短くしていくと, 干渉光は一度 暗くなった後,再び明るくなり極大となった。 このときの入射光の波長入を 入o, kを用 いて表せ。 13 14 (4) (3)の観測において,入射光が入。=500nmで明るかった干渉光は、波長を短くしていくと, 一度暗くなった後, A2=433nm で再び明るくなった。 薄膜の屈折率を n = 2.0 として 波 73 の厚さdkの値を求めよ。 次に,図2に示すように, 波長入 の単色光を薄膜表面の法線に対 して入射角(i<90°)で入射させた。このとき,薄膜の上面で反 射する光線 ① と, 薄膜の上面において屈折角で屈折して薄膜とガ ラス板の間の平坦な境界で反射し、薄膜の上面に出てくる光線②と の干渉を考える。 これらの光線は図中の点 A1, A2 において同位相 であるとする。 図2 (5) 薄膜の屈折率 n, 入射角i, 屈折角の間の関係式を示せ。 (6) 光線①と光線②の干渉光が強めあって明るくなる条件を,屈折角 1,屈折率 n, 厚さd, 入射光の波長 入と整数m (m=0, 1 2 3 ) を用いて表せ。 (7) (6)の条件を,入射角i,屈折率n,厚さd,入射光の波長 入と整数m (m=0,1,2,3, ・・・) を用いて表せ。 (8) 垂直入射(入射角 i=0°) で明るかった干渉光は入射角を大きくしていくと,一度暗 くなった後、再び明るくなり極大となった。このときの入射角を i=i としたとき、ふと 薄膜の屈折率 n1, 整数mが満たす関係式を求めよ。 ①1 空気 薄膜 ガラス板 ガラス板 図 1 法線 法線 A [17 大阪府大改]

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物理 高校生

問題の(3)でなぜぼくの解法はダメなんでしょうか? 教えて下さい

12. 傾角0 のあらい斜面上に質量mの物体Aを置き, Aに結んだ糸で、図のように, なめらかな 滑車を通して質量Mの物体Bをつるす。 Aと斜面との間の静止摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ' 重力加速度の大きさをgとして,以下の問いに答えよ。 ただし, tan0μとする。 (1) migainis: T-Mr. T = mgrino ung rove. -mg Jono- Mero) N= my care また物体色において、Mg=1なので Mig - mg (vino _Medvo). 2 M₁ = m (sing - M CONG) (2) Aにおいて M₂ = T=mg(sino+Mizuno) M. T=Mag なので m (vino & Movo). AN A mg caf 0 (1) B の質量M が 1より小さいと, A は斜面下方にすべりだす。 M1 をm,μ, 0 を用いて表せ。 (2) B の質量MがM2より大きいと, Aは斜面上方にすべりだす。 M2をm, μ, 0 を用いて表せ。 (3) 次に, B のかわりに質量M (M2) の物体Cをつるしたら, Cは一定の加速度で降下した。 Cの 加速度の大きさをm, M3, g, μ', 0 を用いて表せ。 Jug To My mg enro M B Ir Mg (13) ℃において、運動方程式より Me a Meg - T. また、Aにおいて、力のつり合いより T= my (vino - Micovo). 代ギオして Mia: Mig.mgwing +/u cout). 2 M3 - Momo Noso) M3. (3) ℃において運動方程式より。 Maa = Mag-T3. 肌においても同様にして g ・To-mgsino-imgcwjo. ma これらの式を合算して. (Mg + M) a = Myg- my forno+ 'coro). My - M (sine + w/ rout). M3+m

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