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金沢医科大学物理2013年第4問

図のように、空気中に置かれた厚さdが一定で屈折率がn(n>1.00)の薄膜に対し、平行な光東を持つさまざまな波長の単色光を入射させ、反射光の干渉を調べる実験を行った。図で経路Iは、Aで屈折して薄膜に入り、BおよびCを経由してE方向へ進む経路、経路IIは、Dを通り、Cで反射した後、E方向へ進む経路である。空気中での波長がλの単色光を入射角iで薄膜に入射させたとき、屈折角はrであった。空気の屈折率を1.00とし、可視光線の波長範囲を4.0×107m~8.0×107mとする。
kanazawaika-2013-physics-4-1
  • (1) 経路Iと経路IIにおいて、ADでの波面が同位相であるとする。このとき、これら2つの経路の光路差ΔIrを用いて表すと、ΔI=25となり、iを用いて表すと、ΔI=26となる。
  • (2) mを0または正の整数として、経路I経由でCからEへ向かう光と経路II経由でCからEへ向かう光が強め合う条件をmで表すと、ΔI=27×λとなり、弱め合う条件は、ΔI=28×λとなる。
  • (3) n=1.3i=30d=1.1×106mとしたとき、29種類の波長の単色光で、設問(2)の2つの経路を通ってきた光の強め合いが観察された。それらのうち、最も短い波長は30×107mであり、最も長い波長は31×107mであった。
  • 25の解答群.
    • (1) ndcosr
    • (2) 2ndcosr
    • (3) ndcosr
    • (4) 2ndcosr
    • (5) ndsinr
    • (6) 2ndsinr
    • (7) ndsinr
    • (8) 2ndsinr
  • 26の解答群
    • (1) dn2cos2i
    • (2) 2dn2cos2i
    • (3) dn2sin2i
    • (4) 2dn2sin2i
    • (5) dn2cos2i
    • (6) 2dn2cos2i
    • (7) dn2sin2i
    • (8) 2dn2sin2i
  • 2728の解答群
    • (1) m2
    • (2) m
    • (3) 2m
    • (4) (2m+1)
    • (5) (2m+1)2
    • (6) 1m
    • (7) 12m
    • (8) 1(2m+1)
    • (9) 12(2m+1)
  • 29の解答群
    • (1) 1
    • (2) 2
    • (3) 3
    • (4) 4
    • (5) 5
    • (6) 6
    • (7) 7
    • (8) 8
    • (9) 9
  • 30の解答群
    • (1) 4.1
    • (2) 4.3
    • (3) 4.5
    • (4) 4.7
    • (5) 4.9
    • (6) 5.1
    • (7) 5.3
    • (8) 5.5
    • (9) 5.7
  • 31の解答群
    • (1) 6.3
    • (2) 6.5
    • (3) 6.7
    • (4) 6.9
    • (5) 7.1
    • (6) 7.3
    • (7) 7.5
    • (8) 7.7
    • (9) 7.9