• ベストアンサー

光速について

実験で光速cを半導体レーザーとハーフミラーを用いて光を分けて、c=L/t (L:光路差 t:時間差)から求めるときに光路差Lを大きくすれば精度が上がるのはなぜですか? わかりにくかったらすいません。回答よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.1

その実験で計測するのは何か, そしてその計測誤差が同じと仮定したときに L が大きいときと小さいときとでどちらが c の精度がよくなるかを考えてください.

seturi38
質問者

お礼

回答ありがとうございました。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 光速について

    実験で光速cを半導体レーザーとハーフミラーを用いて光を分けて、c=L/t (L:光路差 t:時間差)から求めるときに、光の検出器に0.1nsで応答するようなフォトダイオートを用いた場合、時間差tの誤差Δtはどれくらいになるのでしょうか? 回答よろしくお願いします。

  • レーザ光の干渉とエネルギー保存則

    レーザ光の干渉のことを考えていて、わからなくなってしまいました。エネルギー保存則に逆らっているように見えてしまいます。 次のような仮想的な状況です。 完全にコヒーレントな(空間的にも時間的にも)レーザ光源を使って、マイケルソン干渉系(ロスの無い完全な鏡とハーフミラー)を組む。 (1)光路差がλ/2であれば、検出される光の振幅は0。レーザーが光を出しているので有れば、そのエネルギーはどこへ行った? (2)光路差がλであれば、検出される光の振幅は分離された光の振幅の2倍。これってエネルギーが元のレーザ光より増えた?(レーザ光振幅を1とする。ハーフミラーで両光路に半分づつのエネルギーつまり振幅1/√2の光を分離する。この二つのビームが同相で合体すると振幅√2で、元のレーザ光より大振幅、大エネルギー?余分なエネルギーはどこから来た? どこかに勘違いがあると思うのですが、どのへんでしょうか? (類似の過去ログがありますが、それは上記のような理想的光源や干渉系を仮定していないので、干渉で光が強まるところがあれば弱まるところもあり、オーバーオールでエネルギー保存則に矛盾はないという状況です。これは別段疑問に感じませんが。)

  • 半導体レーザーの光の向き

    レーザーは原理上、光の向きは全て一定(平行光)であるはずですが、レーザープリンタなどで、半導体レーザーが発したレーザー光を、ポリゴンミラーに当てる前に、コリメータレンズで平行光にしなければいけないのはなぜなのでしょうか? 半導体レーザーが発する光は、元々平行光なのではないでしょうか? また、もし平行光でない場合、半導体レーザー以外のレーザーも同じように出力レーザー光は平行光とならないのでしょうか?

  • マイケルソン干渉計の疑問

     レーザー光源から光が出て、ハーフミラーで二つに分かれて のちに又、全反射鏡にあたって、光がはねかえってきます。光が跳ね返って、中にはレーザー光源に向かう光があると思います。 Q.これは、この実験において問題はないのでしょうか? エネルギーがぶつかり合い、光が弱まるなんてことはあるのでしょうか? どなたか教えてください

  • 反射型回折格子の光路差について

    反射型回折格子の光路差    d(sinβ-sinα)=mλ-(1)    入射角:α    反射角:β    半導体レーザー:λ この(1)の式を使ってCDの格子定数をもとめる実験をしたのですが、私がした実験の条件として垂直入射だから sinα=0になり    Δx=Lλ/d-(2)    明線の間隔:Δx    スクリーンからCDまでの距離:L この(2)の式を使って、CDの格子定数をもとめていきました。しかし、誤差がすごかったので sinα=0 ではおかしいと思いました。 (2)の式から逆算してしていくと入射角αがマイナスの値になるのです。 入射角がマイナスになることはあるのでしょうか?

  • レーザー干渉計の原理について

    レーザー干渉計の原理について勉強をしています。 本に、「レーザー干渉計は光源から出た光を2つ以上の光に分割し、別々の光路を通ったあと再び重ね合わせ、光路差により発生する干渉縞をとらえ、変位などを測定する。」 と書いてあったのですが、なぜ干渉縞をとらえる(明暗を調べる)ことにより変位が分かるのですか? 基礎的な質問で申し訳ないのですが、ご回答宜しくお願いします。

  • 光速に関する疑問

    現在、相対性理論に関する啓蒙書を読んでいるのですが、そこに、速さの最大値は光の速さと書いてありました。しかし、私には光速が速さの最大値だとはなかなか信じられません。例えば、宇宙船の中で静座している人の時計で時間tだけ経過した時に、その人から見て宇宙船が2ct×((1-v^2/c^2)^(1/2))の距離だけ動いたとします。そうすると、その人から見た宇宙船の速さvは、v=2c/(5^(1/2))になると思われます。その後、その人の時計でt'(≦t)だけ経過した時に静止するように減速していったとします。そうすると、その人からすると、その宇宙船はt+t'(≦2t)で2ctよりも多くの距離を動いたことになるのではないかと思ってしまいます。 この考え方は正しくはないのでしょうか? よろしくお願い致します。

  • 屈折率について

    教えて下さい。 何かの本でみたのですが、 「大気中での光の屈折率は、温度と湿度の関係からなる。」 この事が、半導体レーザに関係するかどうかは、不明ですが、この上で述べた屈折率について、詳しくおしえていただけませんか? 現在、半導体レーザを使用した変位計を使用しているのですが、なかなか精度がでなくて困っています。この辺りにヒントがあるかもっと期待しています。

  • 外部微分量子効率の見積もりについて(半導体レーザー)

    半導体レーザーの外部微分量子効率を評価する方法に関する疑問です。 一般的には、I-Lプロット(注入電流に対する光出力のプロット)の発振しきい値以上のスロープ(dP/dI)に(e/h_bar*omega)をかけることで、外部微分量子効率は見積もられると思います。 (eは素電荷、h_barはプランク定数、omegaは光の角周波数) このとき、文献等を見ると、omegaは真空中の光の角周波数を用いているのですが、レーザー導波路の屈折率を考えなくてもいいのでしょうか? (光速cをc/nとしなくていいのか?ということです。) 基本的なかつ非常に簡単なことなのかもしれませんが、このことが気になっています。 どうぞヒントでもいいですから教えてください。 よろしくお願いします。

  • 干渉縞の見方について

    干渉縞の解釈について、皆様のお知恵をお貸しください。 いまマイケルソン干渉計(トワイマン・グリーン干渉計?)を使った 実験をしております。 装置の構成としては、ハーフミラーから等距離に2枚のミラーを設置し、 うち一つのミラーをわずかに傾け、スクリーンに平行等間隔の干渉縞を 投影したものを高速度で撮影できるカメラを用いて観察しています。 (下図のスラッシュがハーフミラー、== がスクリーンです)          ― (光源) →  /   |          == ここで、ハーフミラーとどちらかのミラーの間に密度(屈折率)の異なる ものをおくと、その量に比例して、縞が動きます。 こちらで試したものとしては、たとえばヘリウムなどを光路上で ノズルから流すと平行であった縞が以下のように変化しました。   ――――――       ――\/――   ――――――   →   ――\/――   ――――――       ――\/―― その縞の変化量から、実際にヘリウムの密度および屈折率を求めることができました。 これを用いて炎やプラズマ中の屈折率の分布を求めようとしています。 ところが、実際に金属(ステンレス鋼)の表面にレーザを当て、噴出してくる 蒸気やプラズマを干渉計で観察したところ、平行な縞や湾曲した縞でなく、 ところどころに孤立した丸い領域が出てきます。   ――――――     ――――――   ――――――  →  ―― ◎ ――   ――――――     ―― ||||||―― うまく図では説明できませんが、レーザによって加熱された空気および金属蒸気が 噴出してきているのですが、その噴出の先端からやや下側に周囲の縞とは孤立した 丸い縞が見えます。 この丸い部分について、どう解釈したらいいのかわからずに悩んでおります。 この丸い部分の中はどうなっているのでしょうか? なぜこのようなものができるのでしょうか? 自分では、この部分を3次元的に見ると   →       →   → / \     →   → \ /     →   →  ||     → (右矢印は干渉計の光路上の波面です) のように、上昇物の形が壷や花瓶をひっくり返したような形になっており、 中心部分の光路長がその周囲より長くなって、縞の移動が追いつけなくなって 孤立した丸いところができたのではないかと考えています。 しかしいろいろと本を読んでも載っておらず、はっきりとはしません。 多少は干渉計について勉強したのですが、まだまだ勉強不足のようです。 もし光計測や干渉計に詳しい方がいらっしゃいましたら、ご教授ください。 よろしくお願いいたします。

このQ&Aのポイント
  • 二つ目のメールアドレスの取得後、使い方や設定方法について教えてください。
  • アドバイスをお願いします。
  • ひかりTVのサービスやISPぷららに関する質問です。
回答を見る