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5分で解ける!ニュートンリングに関する問題

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5分で解ける!ニュートンリングに関する問題

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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33 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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平面ガラスの上に、平凸ガラスを重ねて上から光を当てる問題です。観察によって見えた 明暗の輪 が、 ニュートンリング ですね。ニュートンリングの暗輪の半径を求めてみましょう。

2つの反射光の距離差は?

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点Cからの距離がrにおける空気層の厚さをdとおき、2つの反射光の距離差を図示すると次のようになります。

波動33 練習 左上の手書き図

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2つの反射光の 距離差は2d ですね。このときdは近似式から d≒r2/2R と表せます。

干渉条件に注意して暗輪になる位置を求めよう

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求めたいのは暗輪の半径rです。弱め合いの干渉条件から立式しましょう。ただし、反射光のうち、「空気層→ガラス板」へと向かう光の反射では 位相が反転 しています。 波源が逆位相の干渉条件 を考え、 距離差2dが半波長の偶数倍 となれば 弱め合い となりますね。

波動33 練習 解答の1~2行目

求めたいのは輪!暗点は除外しよう

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求めたいのは輪の半径なので、r>0にならなければなりません。したがって、 m=0は除外 しましょう。r=0のときは暗点となり輪にはならないですね。

波動33 練習 左下の図

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このことに注意しながら、先ほど求めた式でrについて解けば答えが求まります。

答え
波動33 練習 答え全部
ニュートンリング
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