授業で

質問

授業で回折格子の実験を見たのですが（先生が前で実験：床に回折格子をおき、斜めから光を入射）、そこで回折格子に光を当てるとスクリーン上に間隔を置いて明点が見えたのですが、その時、反射光よりも角度をつけて虹のような反射光が見えました。先生はそのことについて何も言ってなかったのですが、なぜでしょうか？スクリーン上に現れる明点の理由（理論）は分かるのですが、なぜ虹色の反射光が現れるのかがわかりません。

スクリーン上ではd(cosi-cosf)=nλ（i=入射角、f=反射角）となれば明点が見えますが、虹の光はこれの延長で、fが大きくなるということになるのでは？っと考えたのですが、いまいち分かりません；

気になって眠れない；；よろしくお願いします。

回答No.2

hogehogeninja · ベストアンサー

回折格子で明暗の縞が見えたということですから、先生の使った光源は単色立ったのでしょう。
同じ入射角でも、波長によって明るい縞をつくる場所が異なります。
反射角fは波長にも依存しますから、あるnに付いて少し波長の違う色は、すこし隣に縞をつくります。

つまり、ある波長の光（ある色の光）は、それぞれ特定の別の場所に明線を結びます。
先生の使った光は単色（たぶん赤いレーザー？（笑））だったので、縞模様ですが、
その縞模様は青い色の時の縞模様、緑の色の時の縞模様、と別のところにできますので、全部混ざった光を当てるとそれぞれ光は別のところに縞模様をつくって虹色になります。（もちろん大きな角度でなくても）
おそらく、先生の使った光源ではなく、たとえば太陽の光を用いて同じ実験をすれば、縞模様の代わりに虹が見えます。
つまり、虹色が見えた原因は、別の光源（自然の光、昼だったでしょ？）を見ているからです。

横から見ないと見えなかったのは、反射率の問題で、ガラスなどに写った像を見るとき、横からのほうが反射率が高く、弱い光の反射でも見ることができます。
つまり、本当は（とても弱く）スクリーンの方向にも自然の光による虹色の模様があったのかも知れませんが、見えるほど強くなく、
横から見たときにはじめて見えたのでしょう。

回答No.1

Teleskope

これですか？
『反射型回折格子による虹　渡辺さんの発表』の項
http://www2.hamajima.co.jp/~tenjin/ypc/ypc005.htm

>>　スクリーン上ではd(cosi-cosf)=nλ（i=入射角、f=反射角）となれば明点が見えますが、<<

　実は この文中に答がひそんでます。　まず、ラムダって色のことですよね。　次に、先生が見せてくれた回折像の 明暗の点々は 白色だった；しかし 白という単色光は無いはずですよね、各色混ざって白に。　色はラムダである。上式によれば、ラムダ＝色に応じて反射角fも違うはず。なら 色ごとに光点の位置が ズレて見えるはずでは？　すると「式の通りの正しい回折」は 虹色に見えてた方だったのではありませんか？ｗ

　虹は離れて存在してましたね、虹と虹の間は 暗黒。　これ、あなたの言う『回折格子に光を当てるとスクリーン上に間隔を置いて明点が見えたのですが、』と似てませんか？
あとは推理を。

おまけ；
http://www.bekkoame.ne.jp/~kitamula/OHP_kousi.htm

ちなみに発売元は；買って検証したかったらどうぞ。
http://search.12rikachan.com/cgi-bin/lookup?type=teacher&method=list&id=110224514113276&sid=110224514113276&sequence=1&page=0&operation=clearpush&keyword=%94%BD%8E%CB%8C%5E%89%F1%90%DC%8Ai%8Eq&price_min=&price_max=&x=0&y=0