光学問題：ガラス板上の膜の厚さを知る方法とは？
- 物理が苦手な方に向けて、光学問題であるガラス板上の膜の厚さを知る方法について解説します。膜の厚さを測るために、光の干渉を利用する方法があります。
- ガラス板の上に作られる透明な膜の厚さを知るために、光の干渉を利用する方法を考えます。波長λの光を膜面に垂直に当てつつ、膜の厚さを徐々に増やしていきます。
- 膜の厚さを増やす過程で、反射強度が一度極大を示し、次に減少します。膜の屈折率はガラスの屈折率よりも大きくなるものとします。この問題では、膜表面での光の位相のずれや膜とガラス境界面での反射光の位相のずれを求める問題です。
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光学の問題なのですが・・・
物理が苦手で次の(2)と(3)問題の解き方がわかりません。ご存知の方よろしくお願いします。 ガラス板の上に透明な膜を形成させていく過程で、光の干渉を利用し、厚さを知る方法を考える。 波長λの光を膜面側から垂直に当てつつ徐々に膜厚を増していくと、反射強度がいったん極大を示したのち再び減少した。膜の屈折率はnであり、この値はガラスの屈折率より大きいものとする。 (1).膜表面での光の位相のずれはいくらか。 ↑自分で解いてみてλ/2になったのですがあっていますか？ (2).膜とガラス境界面で反射した光の位相のずれはいくらか。 (3).最初に反射強度が極大を示したときの膜厚はいくらか。
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（１） あっていると思います。膜の屈折率ｎが１より大きいですから反射光の位相が逆転します。 （２） 極大を示したのですから、０でいいのではないでしょうか。 （３） ２ｎｄ＝０．５λ より、 ｄ＝λ／４ｎ ですね。 膜の表面でπずれる、ガラス境界面ではずれない、 したがって、２ｎｄ（光路差）が０．５λ で強め合う、ということになるかと思います。
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この2問がわからなく質問させていただきます(__ 回答頼みます(__ 問1 ガラス板の上に透明な膜を形成させていく過程で、光の干渉を利用して厚さを知る方法を考える。波長λの光を膜面側から垂直にあてつつ徐々に膜厚を増していくと、反射強度がいったん極度を示したのち再び減少した。膜の屈折率はｎであり、この値はガラスの屈折率より大きいものとする。 (i)膜表面で反射した光の位相のずれはいくらか。 (ii)膜とガラスの境界面で反射した光の位相のずれはいくらか。 (iii)最初に反射強度が極大を示したときの膜厚はいくらか。 問2 熱伝導のよいシリンダーの中にｎモルの理想気体が入っており、滑らかに動くピストンで閉じられている。 (i)気体の圧力がpのとき、微小体積ｄｖだけ圧縮するときの仕事はいくらか。 (ii)シリンダーを温度Tの熱源に接触させながら、気体の体積をV1からV2までゆっくりと圧縮するときの仕事を計算せよ。気体定数をRとする。
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