Question

あ

共テ模試物理
丸が付いていますが、適当に解いたので理解していません。
分からないので教えてください。

問3 図3のように, 単スリットAと複スリットBおよびスクリーンを互いに平行
物理
に置き, 単スリットAの左側に単色光の光源を置いた。 破線は複スリットの垂
直二等分線であり,単スリットとスクリーン上の点を通る。複スリットBの
スリット間隔をd, 複スリットBとスクリーンの距離をLとする。この装置を
用いてスクリーン上に生じる干渉縞を観察した。 このとき, 生じる干渉縞につい
ての記述として最も適当なものを,後の①~④のうちから一つ選べ。ただし, d
はLに比べて十分小さく,またスリットの幅も十分小さいものとする。 4
THESE
光源
ME
単スリットA 複スリットB
↑(ア)
d
図 3
スクリーン
(イ) ↑
0
① 単スリットA (ア)の向きにゆっくりと移動させると,スクリーン上の干渉
縞は (イ)の向きへ移動する。
② 複スリットBをスクリーン側にゆっくりと移動させると, 点0の明るさは
明暗を繰り返す。
③ 複スリット B をスクリーン側にゆっくりと移動させても, スクリーン上の
点 0付近の干渉縞の間隔は変化しない。
④ 単スリットAをスクリーン側にゆっくりと移動させても、スクリーン上の
干渉縞の位置は変化しない。

3の答 ④
問3 順次, 検討する。
① 初めスクリーン上の点は経路差0で強め合い, 明線が[A1
生じていた点である。 経路差 0 の点の移動方向を調べればよい。
次図のように、単スリットAを(ア)の向きへ移動させると,複S.AXS08FXSIX1
リットBの上側のスリットを通過した光の点0 に達するまでの
経路長は, 複スリットBの下側のスリットを通過した光の経路長
J
に比べて短くなる。 したがって,次図のように経路差 0 の点は下
方へ移動する。 よって, ⑩は間違い
- 101 -

スリットA
下
(短)
(長)
(短)
(長)
スクリーン
0
② スリットB をスクリーン側にゆっくりと移動させても
スクリーン上の点は経路差 0 の明線が常に生じている。よっ
て、②は間違い。
スクリーン上で点Oを基準として上方へxだけ離れた点
までの経路差⊿l は, xやdがLに比べて十分に小さいとき,
4l= と表される。 光の波長を入とすると, 光が強め合う条
L
dx
件は, =md (mは整数)となる。 したがって, x=xm=
L
SECON
の位置に明線が生じる。 これより、干渉縞の間隔は,
SIN
L入
Xm+1 -Xm =
となり,複スリットをスクリーン側にゆっく
d
et Co
りと移動させてLを小さくすると, 干渉縞の間隔は狭くなる。 し
たがって, ③は間違い。
④ 単スリットAをスクリーン側にゆっくりと移動させても
スクリーン上の任意の点までの経路差は変化しない。したがっ
て,スクリーン上の干渉縞の位置は変化しない。 ④ は正しい。
4
④
mLλ
d
波の干渉条件
二つの波源が同位相で波長が同じとき
強め合う条件;
DRS
JTAT ENT
( 経路差) = m入
弱め合う条件
ゆっく経路差)=(m+/1/2)^6円 ①
mi整数
波長