• ベストアンサー

光の回折 干渉

実験で回折パターンの実験を行いました。 この実験では単スリット(太&細)、複スリット(間隔広&狭)、円スリット(大&小)で実験してその回折パターンの違いを求めるというものなのですがパターンの違いが微妙なのと、何故それが起こるのがよく分かりません。 単スリットは狭い方が回折光が長く延びていたように見えました。 複スリットは間隔が狭い方が細かく黒い線が入っているように見えてました このほかに違いって出るものでしょうか? あと上記のようになった理由もよく分からないです・・・

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • walkingdic
  • ベストアンサー率47% (4589/9644)
回答No.1

>単スリットは狭い方が回折光が長く延びていたように見えました。 それで正しいです。 >複スリットは間隔が狭い方が細かく黒い線が入っているように見えてました これは逆だと思います。 >このほかに違いって出るものでしょうか? 円の場合にも小さいほうが広がり、大きいほうが狭いはずです。 >あと上記のようになった理由もよく分からないです・・・ 単スリット、円のピンホールについては「回折」という現象を見ています。 複スリットでは、更に回折した光同士の干渉を見ています。 あとは回折の式と干渉の式を眺めてみてください。

関連するQ&A

  • 光の回折と干渉

    実験で行ったのですが、いまいち考察ができません。。。 まず、光の回折ですが、単スリット(幅0.10~0.40mm)にレーザーを照射して、スクリーンに映し、暗線の幅を調べる実験なのですが(フラウンホーファー回折と考えることが前提で)、暗線って線ではなくちょっとした幅を持ちますよね?次数が高くなるにつれて暗線の幅が小さくなるのですが、それはどうしてでしょうか? またスリット幅が0.1と0.2の時と、0.3と0.4の時では、暗線の(位置の)間隔が大きく違いました。それはどのような理由でしょうか? 干渉ですが、目盛(1mm)が刻まれたノギスにレーザーを当てて、明線の幅を調べるのですが、こちらも先ほどと同様に次数が高くなるにつれて、幅が小さくなります。これの理由が知りたいです。 もしかしたら他の質問と被ってるかもしれませんが、いまいちそれぞれの内容が分からないので、投稿しました。 大学でも物理を学んでいるので、少々の難しい話でも少しは理解できると思います。 長々と書いてしまいましたが、どなたか宜しくお願いします。

  • X線回折とスリットによる回折

    高校物理でならうスリットを用いた回折の実験では、 スリットを通った後、波はスリットを波源として広がっていくのにたいし、 X線回折では、原子間というスリットを波源とするのではなく、原子が波源となって波が広がっていく。。 という理解をしています。 スリットを用いた回折の方は、波が壁の向こう側をまわり込む、というイメージで「回折」という感じがするのですが、 どうもX線「回折」の方は、波がスリットを取って壁の向こう側へまわり込む「回折」したイメージがつかめません。 大変あいまいな質問なのですが、 上記のような理解はどこかおかしいでしょうか?

  • 回折格子に関する質問です。

    ガラス板などに、1mmに500~1000本という程度に、細い線を等間隔に刻んだものを回折格子という。線の間隔(dと記す)を格子定数とよぶ。ガラス板に光を通すと、線を刻んだ部分は光を通さないので、回折格子は細いスリットを等間隔で多数並べたものと同等である。金属板に線を刻んだものの場合は、線を刻まない部分からの反射光が、ガラス格子の透過光と同じようになる。 各『スリット』から出る光は、回折を示すわけであるが、隣り合うスリットからの光の干渉効果によって、これがさらに鋭い線に分かれる。 この文章で質問なのですが、『隣り合うスリットからの光の干渉効果によって、これがさらに鋭い線に分かれる』とは、一体どういうことなのでしょうか? 教えてください。

  • 光の回折と干渉について

    光学の知識もほとんどないまま実験をして困ったことになったので助けていただけないでしょうか? 下の3つはどれもレーザーをスクリーンに向かって垂直に発射し開口やスリットを 通してスクリーン上に模様をだすという実験なのですが、それぞれについて出てる計算式がなぜ求まるのかを証明しなくてはいけません しかし光学の資料や色々なサイトをみても全く理解できなくて困ってます どなたかよろしければいい資料やサイトがったら教えていただけないでしょうか?もしよければ解説などもしてくれる方いたら御願いします 円形開口の直径測定 d=1.22λz/D  ←この式が出ることの証明 d=直径  λ=波長(633nm)  z=開口からスクリーンまでの距離 D=スクリーン上の第一暗輪の直径 単スリット幅の測定 x=2λz/X  ←同上 x=スリット幅   X=スクリーン上の最もあかるい部分の幅 複スリット、ヤングの干渉実験 a=λ/θ=λz/Y  ←同上 a=スリット間隔 Y=スクリーン上の最も明るい部分の幅

  • 光の干渉問題 の質問

    東大 94年の問題なのですが、 図は描けないので 概要をいうと よく光の干渉問題で 出て来る回折格子がありますよね。 回折格子は 同一の十分せまい幅W_1の多数の 平行スリットから構成されています。 隣り合ったスリットの間隔はdです。 波長γの平行なレーザー光線を垂直に入射させます。 回折格子AからLはなれたスクリーンBに 明暗の縞が観測されて 中心に観測された明線をm_0として その両側に対称にあらわれる明線を 内側からm_1,m_2・・・とします。 そこで 問題なのですが 回折格子上の隣あうスリット間の中心線上に 幅W_2を持つスリットをあらたに付け加え レーザー光線を同様にあてる実験をすると どうなるか? とういうものなのですが、 m_1.m_3,・・・の奇数の時は 隣あう光路差がγ/2になるので 明線が消失する というのはわかります。 m_2,m_4・・・の時は 逆に強めあうのも わかるのですが 明るさが 振幅をAとすると (A+A)^2/A^2=4倍になるとありました。 光の明るさが 振幅の2乗に比例するのは 常識なのですが なぜ この場合4倍になるのかわかりません。 この場合も合成波の振幅は変化せず 明るさは 変わらないと思うのです。  4倍になる理由を どうか教えて下さいm(._.*)mペコッ

  • 回折格子

    縦方向のスリットを回折すると横方向の回折パターンになるのは何故なんでしょうか?? 知ってる方よろしくお願いします!

  • 回折角とは

    高校物理での質問です。回折格子の問題です。 「線スペクトルの中で緑色の光の回折角を測定すると19°48′であった。 まず一つ目のスリットS1があり、平行光線(白色光)を通す。その先に一つ目の回折格子G1がある。 入射光から19°48′の方向に二つ目のスリットS2を置き、その先に更に回折格子G2(格子定数はG1と同)を置いた。 (S2を通った光の延長上の点を中心とした、フィルムのある区間に)どのような線スペクトルが現れるか」 このようなものです。 この答は、真ん中に一本、両端のほうに一本ずつの線が現れたものになっています。 ここで、そもそも回折角が何なのかがよく分かりません。 回折ということは、光が隙間を通って裏にまで「広がる」のですよね。結果、たとえ一色の光だとしても、線は何本も現れるように思うのですが。回折角は、同じ光について何種類もあるのではないのでしょうか? それともこの問題においては区間が限られているため一本ずつになるだけで、実際はその先に何本もあるのでしょうか。 それにしても「回折角が19°48′であった」という記述が飲み込めません。教科書に載っている「ナトリウムランプ」の干渉縞でも、何本か線が現れていますし。 少々長くなってしまいましたが、「回折角がなんなのか」と、「この問題で線が三本しか出ない理由」を教えて頂けると助かります。 よろしくお願いします。

  • 光の干渉についての問題

    教えてください! 1mmあたり125本の線を引いた回折格子がある。下の写真の図に示したようにスクリーンが回折格子から2.0m離して平行においてある。波長が6×10の-7乗mの平行光線を回折格子面に垂直に当てるとスクリーンに明暗の縞模様ができた。 (1)回折格子の格子間隔はいくらか? (2)スクリーン上の隣あった明線の間隔OPはいくらか? 図は写真を載っけましたので、わかるかた教えてください。

  • 回折格子 湾曲

     回折格子についての入試問題などで左右に回転させて溝の間隔を広げたり狭めたりして直線上にある明点の間隔を変えるなどがあるのですが、逆に、これを前方または後方に回転(溝が上下になっていて、上のほうを手前がわに下のほうを奥のほうなどのように)すると明点を結んだ線が放物線のように湾曲するのです。ホイヘンスの原理では説明ができないと思うのですが、この現象はどのように説明すればいいのか教えてください。  また、単スリットや二重スリットでも同じ現象がおきました。またこのとき、入射角が同じだと湾曲も同じでした。どのように説明すればよいでしょうか。お願いします。

  • 回折格子の回折像の強度(明るさ)

    レーザーを回折格子にあてるとスクリーンに干渉縞 ができますが、中心(0次)の干渉縞が一番明るく m次回折像でmが大きくなるほど干渉縞が暗くなっていく理由が理解できません。 【I=(Io/N^2)・(sin^2 α/α^2)・(sin^2 Nδ/sin^2 δ) と与えられるそうですが、これでは意味が理解できません。 (Io=0次干渉縞の強度、N=格子数、 α=πasinθ/λ、δ=dα/a、a=スリット幅、d=格子定数 θ=像と回折格子の原点Oを結ぶ線がOとスクリーンの 原点を結ぶ線と成す角)】 光が減衰するとは考えられないので、 どなたか回答お願いします。