3.ニュートンリング

問題 光の干渉のその他の例を一つ挙げ説明せよ。

解答 1801年にヤング(イギリス、1773〜1829)が行った実験について説明する。

 ナトリウム灯などの単色光源を、図3.1のように、まず1本の細いすき間S1(第1スリット)に通し、その光を

近接した(1mm以下の)平行な2本の細いすき間S2、S3(第2スリット)に通して、スクリーンPに受ける。光は

S1から同時に出て、S2、S3を通ってスクリーン上のBに達するが、S2BとS3Bとの距離の差が光学距離の差

(光路差)となり、これによって生じた位相のずれにより、光波が強め合ったり弱め合ったりして、スクリーンP

上に明暗のしま(干渉じま)ができる。

 ここで、明暗のできる条件を考えてみると、この単色光源の波長をλ[m]として、光路差が半波長の偶数倍

のとき強め合い、奇数倍のとき弱め合うから、

   (3.1)

のとき明るく、

   (3.2)

のとき暗くなる。

 式(3.2)の明るいしまの条件式で、m=1とすると、

   または、      (3.3)

という関係式が得られる。この式を用いると、ヤングの実験から光の波長を求めることができるが、光の

波長λ[m]はきわめて小さいので、d[m]をきわめて小さくし、l(小文字のLで〜す)[m]を相当大きくしないと、

干渉じまの間隔y[m]が小さくて測定できない。


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