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書記が物理やるだけ#377 干渉に関する実験

干渉を用いた計測法についていくつか見ていく。


問題

大学入試では様々な干渉の実験が出てくるが,解き方は決まっている。


説明

干渉を示す実験の代表例がヤングの実験である:


他に干渉を示す実験として,フレネルの二面鏡・ロイド鏡が挙げられる。


マイケルソン干渉計等傾角干渉の観測に用いられ,これを用いたマイケルソン・モーリーの実験によりエーテル説が否定された。


等厚干渉の観測例にニュートン環があり,シャボン玉が虹色に光る現象などで見られる。


解答

ロイドの鏡について,まず鏡の反射光が伝わる条件を示す。


明線ができるのは,スリットからの直接の光と鏡で反射した光との干渉による。


つまり,光路長の差が波長の半整数倍となる時に明線ができる。結局のところは,ヤングの実験と同じような考え方で示すことができる。


フレネルの鏡についても同様で,光路長の差が求められれば明線の条件が求められる。


等傾角干渉においても同様。


等厚干渉について,条件は等傾角干渉と同じであることが言える。


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