高校物理

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5分で解ける!ヤングの実験に関する問題

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5分で解ける!ヤングの実験に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

波動29 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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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。

明線=強め合いが生じている場所

波動29 練習 (1) 問題文 図

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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|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。

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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。

波動29 練習 図 赤字の書き込みあり

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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。

(1)の答え
波動29 練習 (1)解答すべて
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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

波動29 練習 (2) 問題文 書き込みアリ図

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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。

(2)の答え
波動29 練習 (2)解答すべて
ヤングの実験
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      光の干渉の練習