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
\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