光波の干渉(その1)

目次

ヤングの干渉実験

光源(左の赤いやつ)から光を発すると,最初のスリットで光は回折し,その回折光線の同一波面が2つのスリットS1,S2に到達し,光は回折して進む.この2つのスリットから出た回折光線は右端のスクリーンで干渉して明暗の干渉縞を作る.これにより,光は回折も干渉もするので,波の性質があると言える.

S1 , S2から同一位相の同じ光波が回折しているときの干渉条件は,S1からPまでの距離をr1 , S2からPまでの距離をr2として,

明線

暗線

ただし,m = 整数(0, ±1, ±2, ±3・・・)

くさび形の薄膜の干渉

空気中におかれた透明なくさび形の薄い膜に単色光線を膜面に垂直に投射すると,膜の上面と下面で反射する反射する光線の干渉によって,両面の光線に平行な干渉縞ができる.このときの干渉の条件は両面平行の薄膜の場合と同じに扱うことができる.dを膜の厚さとしたとき,2ndがλ/2の奇数倍のところに明線を,2ndがλの整数倍のところに暗線を生じる.従って,隣り合う明線(または暗線)の位置における膜の厚さの差は,膜内の波長λ′の半分である.

明線となる場合

暗線となる場合

ニュートンリング

大きな半径の球面を持つ平凸レンズを平面ガラス板に乗せて上から見ると,色のついた多くの同心円が見える.暗室内で単色光を照らすと,明暗の同心円が見える.これをニュートンリングという.これは,レンズとガラス板との間の空気層が,くさび形の薄膜となるために起こる.

平凸レンズの半径をR,レンズと平板間の空気層の厚さをd,入射光の波長をλ同心円の中心から数えてm番目の明輪の半径をrとすれば,干渉条件は,

明輪

暗輪

(ただし,m=1,2,3・・・)


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