光の干渉

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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、

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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

回折格子(グレーティング)
glid.jpg
単スリット、複スリットおよび台
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レーザー光源
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実験の流れ

画像手順
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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。
step2.jpg
壁に映った様子。
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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]


kansyol1.txt.gif



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]


kansyod1.txt.gif


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]
kansyod2.txt.gif

実験マニュアル

ダウンロード: file光の干渉.pdf


物理学実験/著作権について

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Last-modified: 2008-12-15 (月) 18:03:29 (105d)