高校物理
5分で解ける!ヤングの実験に関する問題
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解説
これでわかる!
練習の解説授業
明線=強め合いが生じている場所
点Pは明るくなっているため 強め合い が起こっていることが分かります。点A,Bから出る光は 同位相 なので、強め合いが起こる干渉条件は、 距離差|AP-BP| が 半波長の偶数倍 のときですね。つまり。
距離差|AP-BP|=(λ/2)×2m
となります。
求めたいのはOからPまでの距離xです。したがって、|AP-BP|を問題文で与えられているd,L,xで表すことを考えます。ヤングの実験では、APとBPを平行とみなし、図の dsinθ を距離差|AP-BP|とみなしました。
θの値が十分小さい とき、
dsinθ≒dtanθ=d×x/L
より、次のようにxの値を求めることができます。
m=0、1、2…を代入したときのxの位置で、スクリーン上に明るい線が見えます。明暗の線が縞模様に見えるので、 干渉縞 と言います。
m=0のときとm=1のときの差Δxを求める
明線と明線の間の距離Δxを求めましょう。(1)の結果から、m=0、1、2……と代入し、明線ができる場所を書き並べ、 明線の位置の差 をとれば答えが求まりますね。
ヤングの実験装置についての問題ですね。明暗の縞ができたということは 干渉 が起きているということがわかります。