高校物理 要点・解法ノート
差がつく

光路長(光学距離)

着眼点屈折率 n の中の距離 l は、真空中の距離 nl に相当する。干渉では光路長の差を真空中の波長と比べる。

\text{光路長}=nl

屈折率 n の媒質中で l 進む間の波の数は \dfrac{l}{\lambda_0/n}=\dfrac{nl}{\lambda_0} なので、真空中で nl 進むのと同じ。

例題
1
ヤングの実験で、一方のスリットの直後に厚さ 1.0\times10^{-5}\ \mathrm{m}、屈折率 1.5 の薄いガラス板を置いた。波長 5.0\times10^{-7}\ \mathrm{m} の光のとき、明線は何本分ずれるか。また、どちら向きにずれるか。
解答
光路長の増加 (1.5-1)\times1.0\times10^{-5}=5.0\times10^{-6}\ \mathrm{m}
\dfrac{5.0\times10^{-6}}{5.0\times10^{-7}}=10
ガラス板を通る側の光路が長くなったので、光路差 0 の点は、そのスリットからの幾何学的な距離が短い側、つまりガラス板を置いたスリットの側へ移る。
答 10 本分、ガラス板を置いたスリットの側へずれる

「光」の項目

  1. 屈折率と屈折の法則必須
  2. 全反射と臨界角必須
  3. 見かけの深さ差がつく
  4. 光路長(光学距離)差がつく
  5. 光の速さの測定(フィゾーの方法)不要
  6. レンズの式(凸レンズ)必須
  7. レンズの作図と凹レンズ必須
  8. 2枚のレンズの組み合わせ差がつく
  9. 球面鏡(凹面鏡・凸面鏡)不要
  10. ヤングの実験(二重スリット)必須
  11. 回折格子必須
  12. 薄膜の干渉と反射での位相のずれ必須
  13. くさび形空気層とニュートンリング差がつく

高校物理ノートの項目一覧 ・ 着眼点まとめ ・ ノート全体を開く(「理解した」のチェックと進み具合はノートに保存されます)