高校物理 要点・解法ノート
差がつく

2つの波源による干渉

着眼点波源からの距離の差(経路差)が波長の何倍かで決まる。波源が同位相か逆位相かで、強め合い・弱め合いの条件が入れかわる。

同位相の2波源 A、B から点 P までの距離を l_1, l_2 とすると(m=0,1,2,\dots)

|l_1-l_2|=m\lambda\ (\text{強め合う}),\qquad |l_1-l_2|=\left(m+\frac12\right)\lambda\ (\text{弱め合う})
例題
1
同位相で振動する波源 A、B から波長 2.0 cm の波が出ている。AP = 10 cm、BP = 16 cm の点 P は強め合うか弱め合うか。
解答
経路差 16-10=6.0\ \mathrm{cm}=3\lambda。波長の整数倍なので強め合う。
答 強め合う
2
同位相の波源 A、B(AB = 5.0 cm)から波長 2.0 cm の波が出ている。線分 AB 上(両端を除く)に、弱め合う点はいくつあるか。
解答
AB 上の点では経路差 l_1-l_2 は -5.0 cm より大きく 5.0 cm より小さい値をとる。
弱め合う条件 |l_1-l_2|=(m+\frac12)\times2.0=1.0,\ 3.0,\ 5.0,\dots のうち 5.0 未満は 1.0 と 3.0。
正負があるので \pm1.0,\ \pm3.0 の4点。
答 4 個
注意波源が逆位相なら、m\lambda で弱め合い、(m+\frac12)\lambda で強め合う(同位相のときと逆)。最初に波源の位相を確認する。

「波の性質」の項目

  1. 波の基本量(v=fλ)必須
  2. 波形図(y-x)と振動図(y-t)・媒質の速度の向き必須
  3. 横波と縦波(縦波の横波表示)必須
  4. 位相(同位相・逆位相)差がつく
  5. 正弦波の式差がつく
  6. 重ね合わせの原理と波の独立性必須
  7. 定常波(腹と節)必須
  8. 自由端反射と固定端反射必須
  9. 反射波の式不要
  10. ホイヘンスの原理と屈折の法則必須
  11. 2つの波源による干渉差がつく
  12. 回折差がつく

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