レーザー光の回折

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    資料紹介

    1. 目的
     レーザー(laser)光を用いて、干渉や回折の実験から光の波動性について理解を深める。また、複スリットによる「干渉じま」、および回折格子(対物マイクロメータの目盛り線)による「回折じま」を測定して、使用したレーザー光の波長を求める。
    2. 理論
    ? 干渉(interference)
     波(波動)の干渉とは、2つ以上の波が同時に1点に到達したとき、これらの波が互いに重なり合う結果、強め合ったり、弱め合ったりする現象である。
     これを式で記述すると次のようである。
     x軸の正の方向へ同時に進む2つの平面を考える。
    、 ・・・(1)
    ここで、 は振幅、 は角振動数、 は波長、 は位相差である。
    この2つの波は、重ね合わせの原理により合成される。合成波 は、
    x軸の正の方向に伝わる。合成波は、
    と書けるので、
    ただし      、 ・・・(2)
    とまとめられる。すなわち、合成波はもとの波と同じ波長と振動数であるが、振幅 と初期位相 がもとの波の位相差 の関数になっている。
     波の強さは、振幅の2乗に比例するので、もとの波 、 の強さを 、 、合成波の強さを とすると、上の式から、
    ・・・(3)
    という関係が得られる。すなわち、合成波の強さは、もとの波の強さの単純な和 にならない。第3項(干渉項)があるためである。この現象を「波の干渉」という。(3)式によれば、 を整数として、2つの平面波の位相差 が のとき合成波の強さ は最も強く、 のとき最も弱いことがわかる。この様な干渉現象は波動の重要な特徴の1つである。また、後者の場合、 ならば、合成波の強さは打ち消されてゼロとなる。
    ? 回折(diffraction)
     波は障害物がないところでは直進するが、進路の一部に障害物があると、その幾何学的な裏側へ回り込む。この現象を「回折」といい、波動の特有な性質の一つである。

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    物理学実験   レーザー光の回折
    目的
    レーザー(laser)光を用いて、干渉や回折の実験から光の波動性について理解を深める。また、複スリットによる「干渉じま」、および回折格子(対物マイクロメータの目盛り線)による「回折じま」を測定して、使用したレーザー光の波長を求める。
    2. 理論
    干渉(interference) 波(波動)の干渉とは、2つ以上の波が同時に1点に到達したとき、これらの波が互いに重なり合う結果、
    強め合ったり、弱め合ったりする現象である。
      これを式で記述すると次のようである。
     x軸の正の方向へ同時に進む2つの平面を考える。
    、 ・・・(1)
    ここで、 は振幅、 は角振動数、 は波長、 は位相差である。
    この2つの波は、重ね合わせの原理により合成される。合成波 は、
    x軸の正の方向に伝わる。合成波は、
    と書けるので、
    ただし      、 ・・・(2)
    とまとめられる。すなわち、合成波はもとの波と同じ波長と振動数であるが、振幅 と初期位相 がもとの波の位相差 の関数になっている。
     波の強さは、振幅の2乗に比例するので、もとの波 、 の強さを 、 、合成波の強さ..

    コメント4件

    lampard8 購入
    わかりやすくまとめられています
    2006/05/02 0:35 (10年7ヶ月前)

    standblue 購入
    考察が弱い
    2006/05/11 17:34 (10年7ヶ月前)

    pinktulip 購入
    わかりやすかった
    2006/11/11 1:58 (10年1ヶ月前)

    いなみちゃん 非購入
    いいかげん分かりやすかった

    2011/12/04 13:40 (5年前)

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