高校物理についての質問(波動）

質問

河合出版のエッセンスの波動54です。
問題は波長λの光をあて、スリットＳ1の前に屈折率ｎ、厚さＤの薄膜を入れると中央の明線は上下どちらへずれるかです。

解答
中央の明線（m=0,つまり光路差ー)のずれの向きだけなら定性的に決められる。Ｓ１を通る光の方が薄膜によって光学的距離が長くなっているので、スリット以後で逆にＳ１からの距離がみじかくなるようにしてやればよい。
つまりＯより下の位置にずれるはずとわかる。

これで光学的距離が長くなるというのはなぜですか？
屈折する分長くなるってことですか？
また、スリット以後でＳ１からの距離を短くしなければならないんですか？

どうかよろしくお願いします。

回答No.1

hanp_1988_emer · ベストアンサー

屈折率ｎは、ｎ＞１ですよね。
そして、光学（的）距離＝屈折率×実際の距離ですから、（詳しいことや、なぜ光学距離をこう決めるのかは教科書かそのエッセンスをよく読んでいただければ書いてあるはずです）スリットS1から出た光の方が、光学距離は長いはずです。屈折する分長くなる、と言われていますが、どっちかというと「屈折の法則による」って感じでしょうか？

最後の質問ですが。そのとおりです。要するに、中央の明線は光路差＝０にしなくてはいけないのですが、S1から出た光のほうはちょっと長くなってますよね。だから、その分をスリット以後で調整してやるということです。

具体的に適当な数字を入れて計算してみるとより納得できるかもしれません。

お礼

詳しい解説ありがとうございます。
調節する必要性があるんですね。
だから、短くなると。

おっしゃるとおりに、具体的な数字を入れて計算したらわかりやすくなり、理解が深まりました。

いろいろとお世話になりました。
ありがとうございました。