光の干渉 †
干渉は波動に特有な現象である。コヒーレントな光源であるレーザー光を用いることにより、通常の教科書に載っている説明そのままの、美しい干渉模様を観測することができる。
回折格子(上)および二重スリット(下)を通過させたレーザー光の像→
概要 †
干渉は波に特有な現象である。とくにこれが可視光について見られることから、光が波動の性質を持つことがわかる。
干渉の原理を説明するのに最も適した例として、穴の間の距離がdの二重スリットを考える。この二重スリットに位相のそろった平面波(波長λ)を入射すると、縞模様が観察される。縞のパターンは波の重ね合わせの原理から予測できる。スリットから距離lだけ離れた面上で、2つのスリットの中点にあたる位置を原点にとり、そこからの距離をxとする。すると、
の位置に強い光が見られる。
本実験では、レーザー光源を用いることにより、上述の状況を忠実に再現することができる。さらに、二重スリットだけでなく、単スリット、回折格子についても回折・干渉像を観察する。
特徴 †
- 理論的な説明そのままのセッティングであり、何をやっているかわかりやすい
- 装置の設置は極めて簡単であり、時間もかからない
- 美しい干渉・回折像を肉眼で見ることができる
装置 †
- 詳細については、実験マニュアルを参照
回折格子(グレーティング) | 単スリット、複スリットおよび台 |
レーザー光源 |
実験の流れ †
- 詳細については、実験マニュアルを参照
画像 | 手順 |
---|---|
装置をセットし、壁に回折光を映す。レーザーの焦点を合わせる。 | |
壁に映った様子。 | |
壁に方眼用紙を貼り、干渉模様の位置にマーキングしていく。 |
実施時の注意点 †
- レーザー光を眼に入れないように注意を徹底する必要がある
実験結果について †
測定量 | 光の波長1 |
---|---|
標本数 | 300 |
平均値 | 644.38 [nm] |
標準偏差 | 14.18 [nm] |
測定量 | 単スリット幅 |
---|---|
標本数 | 300 |
平均値 | 0.24 [mm] |
標準偏差 | 0.09 [mm] |
測定量 | 2重スリット幅 |
---|---|
標本数 | 300 |
平均値 | 0.18 [mm] |
標準偏差 | 0.007 [mm] |
実験マニュアル †
ダウンロード: 光の干渉.pdf
添付ファイル: 光の干渉.pdf 78件 [詳細] step3.jpg 50件 [詳細] step2.jpg 50件 [詳細] step1.jpg 51件 [詳細] stands.jpg 49件 [詳細] laser.jpg 50件 [詳細] glid.jpg 49件 [詳細] rat_sli_.jpg 110件 [詳細] kansyol1.txt.gif 89件 [詳細] kansyol2.txt.gif 48件 [詳細] kansyod2.txt.gif 89件 [詳細] kansyod1.txt.gif 91件 [詳細]
Last-modified: 2008-12-15 (月) 18:03:29 (105d)