16 ニュートンリング (Op.209)
図のように、球面半径R[m]の平凸レンズを平面ガラス
の上にのせ、上から平面に垂直に波長 入 [m] の赤い単色
光を当てた。 このときの反射光を上から観察すると, レ
ンズとガラス板との接点 0 を中心とする同心円状の明
暗の縞模様が見えた。 点0 から x [m] 離れた点Pでの空
気層の厚さをd[m]とする。
(1) 点Pの位置で暗くなるための条件式を, d, 入,mari
(m = 0,1,2, ...) を用いて表せ。
(2) 点付近では明るくなるか, 暗くなるか。
球面の中心
光
R
OxP
x²
(3) 点Pの位置で暗くなるとき, x をR, 入, m を用いて表せ。 ただし, 2d = R
が成りたつものとする。
(4) 青い光を用いて同じ実験を行ったとき, 内側から数えてm番目の暗環の半径
は, 赤い光の場合と比べて大きくなるか, 小さくなるか。
(5) レンズとガラスの間を屈折率n (n1) の液体で満たしたとき、内側から数え
て番目の暗環の半径は、液体がない場合の半径の何倍になるか。 ただし、"
はレンズとガラスの屈折率より小さいものとする。
