光波24年度K(光の干渉プラスα)

1.導入

※この授業は行っているクラスと行っていないクラスがあります。 時間数に余裕のないクラスでは行いませんでした。

光路差というものを以前学習しました。その演習問題を行い,CDの回折を見せたいと思います。

2.マイケルソン干渉計

では,次の問題を見てください。

この問題は「経路差」はゼロになってしまいます。 つまり「光路差」で考えなければ解けない問題です。 解答です。

3.CDの回折

CDがどのように音や映像を記録しているかわかりますか?

というように,CDやDVDに光を当てると回折格子としての役割をするのです。
実際にCDに光を当てて見てみたいと思います。

装置は白色の高輝度LEDを針金に固定したものを木材に固定します。

これで上から見るのですが,うまく高さや方向を自分で調整して, よく見えるところを見つけてください。

LEDの高さを変えるとこのように違って見えます。 ただ,暗環があってそのまわりに青→緑→黄色→赤になっているのはわかるでしょう。 細かい分析はこれからやります。

4.回折格子に白色光を入れる

ヤングの実験で「単色光のかわりに白色光を入れると・・・」という問題を扱いました。 答えは,中央の明線はどの波長でも強め合うので白になり, 明線の間隔は波長に比例するので,他の点は中心側が青のスペクトルが見られる。 というものでした。

考えたらやってみたことがないなーと思ってやろうと思いましたが, 白色のレーザーポインターはないので,普通の光でヤングの実験をスリットS0も入れて 矢ったらどうかと思いましたが,きっと光が弱すぎて観察しにくい。 ですので,回折格子に光を入れてみることにしました。 厚紙にスリット入れたものを光源に貼り付け,光を通したら何となく見えました!

もう少しきれいな光を得るために改良中です。

5.まとめ

干渉は難しい現象ですが,CDなどいろいろなところで利用されています。 ぜひ理解を深めてください。

授業を終えて。。。
マイケルソン干渉計は理解してくれました。CDの回折像はみせるのが大変。 大型テレビで写真を見せた方がいいのかな。しかしCDがどうやって記録しているかとか そういう実用的なもので理解させる方がいいのではないかとも思った。

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