• ベストアンサー

スクリーン上にうつる明暗の間隔

この間の続きなんですが、回折格子とスクリーンを平行におき、これらに垂直にレーザー光を当てるとスクリーン上に明暗の縞があらわれました。d:格子定数、θ:回折角とすると、 dsinθ=mλによりθからdを決定しました。 スクリーン上にうつる明暗の間隔ってどうやって求めるんでしたっけ?なんか求め方がありましたよねm+1とmを使ったような気がするんですが・・・・

noname#6780
noname#6780

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • moby2002
  • ベストアンサー率27% (95/342)
回答No.2

回折格子とスクリーン間をL、スクリーン上の明線の 位置をXmとすると、tanθ=Xm/Lとなります。 ここで、θは小さいのでsinθ=tanθの近似が使えます。 よって、mλ/d=Xm/L、Xm=Lmλ/dとなります。 で、Xm+1-Xmをして、ΔX=Lλ/d あれ? ヤングと同じ結果になる・・・ 間違ってたらごめんなさい。

その他の回答 (3)

noname#11476
noname#11476
回答No.4

まずスクリーンまでの距離をLとします。(これがないと解けません) m次の回折角θmとm+1次の回折角θm+1は、ご質問に書かれた式から、 dsinθm=mλ dsinθm+1=(m+1)λ となります。 さて、スクリーンの縞の位置は、x=Ltanθですから、m次とm+1次の回折光の間隔は、 Δx=xm+1-xm=L(tanθm+1 - tanθm) となりますね。sinθmとsinθm+1は初めの2式でわかっていますから、後は計算すれば出てきます。 では。

noname#7693
noname#7693
回答No.3

#1です すみません… 私のではd=単スリットのスリット幅でした (これからはDに置き換えます…) さきほどの式はスクリーン上に見られる縞の関係式で、  Dsinθ=(m+1/2)λ:明  Dsinθ=mλ:暗   (m=±1,±2…)  D=mλL/Δxなので  Δx=mλL/D う~ん…#1の方とほぼ同じになってしまいました。 私の方も間違ってたらごめんなさい。 一応確認ですが、これって単スリットの実験ですよね? (複スリットだとまた少し違ってくるので)

noname#7693
noname#7693
回答No.1

dsinθ=(m+1/2)λ:明 dsinθ=mλ:暗  (m=±1,±2…) じゃないですかね?

関連するQ&A

  • 回折格子

    回折格子とスクリーンを平行におき、これらに垂直にレーザー光を当てるとスクリーン上に明暗の縞があらわれました。d:格子定数、θ:回折角とすると、 dsinθ=mλによりθからdを決定しました。次数の高い回折像から求めたdのほうが正しい値に近づくらしいのですが、何故でしょうか? 考えた結果、行路差は波長の整数倍になるときに位相がそろって強めあうということに関係してるようなきがするのですが・・・・・。教えてください。

  • 回折格子 |Δ(d)|、|Δ(θ)|

    回折格子とスクリーンを平行におき、これらに垂直にレーザー光を当てるとスクリーン上に明暗の縞があらわれました。d:格子定数、θ:回折角とすると、 dsinθ=mλによりθからdを決定しました。次数の高い回折像から求めたdのほうが正しい値に近づく。それはd=m・λ/sin(θ)より Δ(d)=-m・λ・cos(θ)・Δ(θ)/(sin(θ))^2=-d^2・Δ(θ)/λ/m すなわち |Δ(d)|=(d^2/λ/m)・|Δ(θ)| mが大きいほうが誤差が小さい。と以前答えをいただいたのですが、何故微分するのか、|Δ(d)|・|Δ(θ)|またこの2つが何を示してるのかわからないので、改めて質問します。教えてください。何を示してるのかを

  • 光の干渉についての問題

    教えてください! 1mmあたり125本の線を引いた回折格子がある。下の写真の図に示したようにスクリーンが回折格子から2.0m離して平行においてある。波長が6×10の-7乗mの平行光線を回折格子面に垂直に当てるとスクリーンに明暗の縞模様ができた。 (1)回折格子の格子間隔はいくらか? (2)スクリーン上の隣あった明線の間隔OPはいくらか? 図は写真を載っけましたので、わかるかた教えてください。

  • 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。

  • 面間隔の求め方

    1)塩化ナトリウム結晶中におけるNaとClの原子間距離は0.282である。ミラー指数(200)、と(311)の面間隔dを求めろという問題なのですが、(200)は格子定数a=0.282*2=0.564の1/2の0.282nmであるということはわかるのですが、(311)面間隔は0.564/√(3^2+1^1+1^1)で求めなければならないのですか?図を書いてみると単純に格子定数の1/3でいい気がするのですが、その理由がわかりません。よろしくお願いします。 2)また、波長0.1544nmのX線で上記の面から回折した場合、面から何度の方向に回折が現れるかという問題ですが、これは上で求めた面間隔dを使って、単にλ=2dsinθを使って求めればいいのでしょうか?

  • 光の干渉問題 の質問

    東大 94年の問題なのですが、 図は描けないので 概要をいうと よく光の干渉問題で 出て来る回折格子がありますよね。 回折格子は 同一の十分せまい幅W_1の多数の 平行スリットから構成されています。 隣り合ったスリットの間隔はdです。 波長γの平行なレーザー光線を垂直に入射させます。 回折格子AからLはなれたスクリーンBに 明暗の縞が観測されて 中心に観測された明線をm_0として その両側に対称にあらわれる明線を 内側からm_1,m_2・・・とします。 そこで 問題なのですが 回折格子上の隣あうスリット間の中心線上に 幅W_2を持つスリットをあらたに付け加え レーザー光線を同様にあてる実験をすると どうなるか? とういうものなのですが、 m_1.m_3,・・・の奇数の時は 隣あう光路差がγ/2になるので 明線が消失する というのはわかります。 m_2,m_4・・・の時は 逆に強めあうのも わかるのですが 明るさが 振幅をAとすると (A+A)^2/A^2=4倍になるとありました。 光の明るさが 振幅の2乗に比例するのは 常識なのですが なぜ この場合4倍になるのかわかりません。 この場合も合成波の振幅は変化せず 明るさは 変わらないと思うのです。  4倍になる理由を どうか教えて下さいm(._.*)mペコッ

  • 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?

  • 回折格子です・・

    「回折格子を通ったたくさんの光は干渉し、距離Lだけ離れた前方のスクリーンに干渉縞を作る。回折格子の正面の点をOとし、回折格子からでる光のうちOに向かう向きから角θだけずれた方向に向かう光を考える。この光の向かう点をQとし、OQ=Xとする。ここで回折格子格子間隔に対して回折格子からスクリーンまでの距離はきわめて大きいので、回折格子を通過してQに進む光は全部平行に進むと考えてしまってよい。」と習ったのですが「Oに向かう向きから角θだけずれた方向に向かう光」はどれもそれぞれに対して平行なんだから点Qにあつまるなんてことはないのではないでしょうか??また回折格子のスリットとはでっぱっているところとへこんでいるところのどちらのことですか??またそのへこんでいるところからはなぜ光がでないのでしょう??長くなってしまいました・・ごめんなさい・・よろしくお願いします!!

  • 回折格子により干渉じまができる理由

    教科書には、光をあてると回折格子上の多数の波源からの波が重なる、と書いてありますが、教科書のイラストには平行に入った光はすべて同じ角度θだけ曲げられて通過後も平行に進んでいくようにかかれています。これではいくらdsinθズレても平行だから強めあったりしないように思えるのですが、実際にスクリーン上ではどのようにして縞模様ができるのでしょうか。説明不足ですが、わかる方いらっしゃいましたら教えてください。お願いします。

  • 回折格子における次数と波長の関係について

    回折格子における次数と波長の関係について 物理の回折格子に関する問題です。 3.0[cm]あたり4325[本]の溝をつけた回折格子がある。レーザー光源から波長がλ[m]であるレーザー光を、この回折格子に垂直に当てたとき、スクリーンに明線ができた。この明線のうち、中心から数えて3番目の明線では、回折光と入射光のなす角度が60[°]であった。波長λはいくらか。 という問題なのですが、明線の条件式 d*sinθ=mλ d:格子定数、m:次数、λ:波長 から λ=d*sinθ/m とし、次数m=3のとき60[°]という条件を代入して λ=(0.03/4325)*sin60°/3≒2.0*10^(-6)[m] という波長を算出しました。 しかし、解説を見たところ 光路差Δが波長λと等しい回折格子の間隔をdとすると Δ=d*sin60° Δ=λより λ=(0.03/4325)*sin60°≒6.0*10^(-6)[m] となっていました。 なぜこのような結果になるのでしょうか。 明線ができる条件が波長の整数倍ということなら、中心から3番目の明線の次数はm=3となるのではないでしょうか。光路差には3波長分が入っており、それが角度にして60[°]分、光路差ではd*sin60°に相当するのではないでしょうか。もし 3Δ=3λ ∴Δ=λ ということで、角度だけを考えて波長が算出でき、次数は考慮しないのであれば、中心から数えて1番目や2番目における明線の波長は、回折光と入射光のなす角度が3番目とは違うため、同じ波長にならないように思います。どのように考えればよいのでしょうか。ご教授宜しくお願いします。