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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この動画の問題と解説
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解説
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練習の解説授業
明線=強め合いが生じている場所
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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| 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。
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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。
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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](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/3_12_29_2/k_sci_phy_3_12_29_2_image04.png)
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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
![lecturer_avatar](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/suzuki.png)
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](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/3_12_29_2/k_sci_phy_3_12_29_2_image06.png)
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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。