- ベストアンサー
光の回折はなぜ起こる?
光の回折と干渉について調べるうちにふと疑問に感じたことなのですが、そもそも回折という現象はなぜ起きるのでしょうか? わたしが調べた限りでは、回折が起こる理由についての記述は発見できませんでした。ご存知の方がいらっしゃいましたら、ご教授いただけますと幸いです。
- みんなの回答 (2)
- 専門家の回答
関連するQ&A
- 光の回折 (回折格子)
回折格子に光線を当てると離れた壁のところに干渉縞ができます。そもそも、干渉縞というのは壁に光が当たったために現れるのですよね?では回折格子と壁の間の空間に粉のような小さい粒子をばらまいたらどうなるのですか?予想としては、水面に多数の点波源をつくったときのような強めあう場所ができるとおもうのですが、自信がありません。どのようになるのかということと、その理由を教えてください。お願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 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。
- ベストアンサー
- 物理学
- 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。
- 締切済み
- 物理学
- 光の干渉による身近な現象
光の干渉による身近な現象を調べなければならないのですが 検索したらシャボン玉ぐらいしか出てきませんでした。 屈折や回折なら色々あるのですが… シャボン玉以外の現象を教えて下さい。 (どの辺で干渉が行われているかも) よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 光の回折・干渉・波の性質
既出でしたらすみません。 暇人の素朴な疑問ですが・・・ ヤングの干渉実験等で実証される光子の挙動の 原因の力というか、その根本の現象は何なのでしょう? 光の波の性質はどこから来ているのでしょう? 光子より広い空間に広がっている確率波という概念に違和感 があります。結果論として確率波という概念を作り出したのは よいとして、結局確率波を作り出す実体って何なのでしょうかね? なにか、それについて情報があれば教えていただけますでしょうか? また、光を粒として考えると スリットでの回折は何もない空間で光子が向きを変える ようなことになっているのでしょうか? スリットが存在することで光の電磁場の挙動が変化する? ごめんなさい。こんがらがってきていますが教えてください。
- 締切済み
- 物理学
- X線回折による結晶の観察について
X線を物質に当てると電子がX線と同じ振動数で揺すられて入射X線と同じ振動数の電磁波を出し、これが多くの電子に対して起こり波長が同じなので干渉し合うというのが回折ですよね。 そこで質問ですが、この回折は何による光(電磁波)と何による光で起こった回折現象なんでしょうか。使っている参考書だと入射X線が散乱、散乱、と散乱という言葉が繰り返されているのですが、電子に衝突して散乱されて波長が長くなった(コンプトン散乱)X線同士が干渉して、強め合った点がラウエ法の実験で回折点となっているのですか?それとも電子が揺すられた事によって放射された電磁波同士が干渉しているのですか?(散乱X線-散乱X線なのか、電子からの放射電磁波-放射電磁波なのかという意味です) 後もう1つ質問したいのですが、X線での背面ラウエ法でどうして方位などが分かるのでしょうか。光の回折実験のように試料からイメージングプレートまでの距離とラウエ斑点の並び方や斑点の間隔から、試料の原子間距離(格子面間隔)は解析できるような気はするのですが、実際はそうではなく結晶の対称性や方位まで分かってしまうのが理解できません。試料原子の並び方や逆格子ベクトルの向きからそこに回折点が現れるのはまだ良いのですが、晶帯や斑点から方位や回転対称が求まるのかが何度本を読んでもイマイチ掴めないです。 どなたか丁寧にご教授お願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 豆電球の光を回折格子に入射させると?
大学の基礎物理学実験で、反射型回折格子にHe-Neレーザーを入射させ、干渉縞を観察しました。 実験自体は順調に進んだのですが、表題にある問題を出され、困っています。 電球から出る光はコヒーレントではない(可干渉性がない)と思うので、干渉は起きずに反射光のみがスクリーンにうつるのでは・・・と考えているのですが、この根拠である「豆電球の光はコヒーレントか?」という事がいくら文献を調べても載っていません。 ご存知の方いらっしゃいますか? また、上の推論は正しいのでしょうか?どうか教えてください。
- 締切済み
- 物理学
- 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。
- 締切済み
- 物理学
- 頭部における音波の回折について
頭部における音波の回折について 頭部における音波の回折について疑問に思ったことがあるので投稿させていただきます。 頭部における音波の回折について調べていたのですが、色々な文献で『頭の大きさよりも波長が大きい場合、回折が大きくなる』と書いてあったのですが、『頭の大きさ』というのは具体的にどの部分を指しているのでしょうか。 例えば音波が真正面から来た場合ですが、『頭の大きさ』というのは左耳から右耳までを結んだ長さのことなのでしょうか。それとも前頭部から後頭部までの長さなのでしょうか。 様々な文献を見たのですが、自分の理解力が低いせいか、いまいち回折について理解できず・・・・ 『頭の大きさ』が具体的に何を指しているのか、もしくは『この文献はとてもわかりやすい図が載っている』などをご存知の方が居ましたら、是非御教授いただけると幸いです。
- 締切済み
- 物理学
お礼
ご回答ありがとうございます。 「光は直進する」として考えるからこそ、回折という現象が不思議に感じられるのですね。 ホイヘンスの原理を用いての回答もいただきましたが、光が波源からただ直進するのではなく、どんな方向へも進行する、と考えれば何も不思議はないように思えます。 高校の授業では、まず「光は直進する」と学びました。たしかにそう考えたほうが理解しやすいことは多いかもしれませんが、わたしのように思い込みの原因になることも少なくないだろうなあとおもうと、すこし複雑です。 参考になりました。ありがとうございました。