位相が互いに反対であれば、個別に明るい波も点で打ち消し合うことができる。
前提知識: 16, 17, 18, 31, 32, 33。
- 波の重ね合わせと干渉を解析する
- 回折、偏光、光学成像を用いる
- 位相、周波数、分散の関係を理解する
WO · Waves and optics
GRE Subject Test · GRE Physics · トピック 3
3.1
Waves and optics
語彙
練習する
| English | 日本語 |
|---|---|
| coherence/kəʊˈhɪərəns/ | 干渉性 |
| diffraction/dɪˈfrækʃn/ | 回折 |
| phase difference/feɪz ˈdɪfrəns/ | 位相差 |
3.2
システムとモデルを選択する
波の振幅を加算した後に強度を計算する。同じ媒質では、強度は振幅の二乗に比例する。
3.3
支配方程式を用いる
経路差は位相差 2πΔ/λ を与える。干渉源には安定した相対位相が必要である。
3.4
適用条件を確認する
単一スリットの場合、極小値は非零整数 m に対して a sin θ=mλ を満たす。二重スリットでは異なる干渉条件となる。
3.5
結論を検証する
幾何光学には明示的な符号則が必要である。開口部が波長と同程度の場合は波動効果が重要となる。
3.6
演習手法
干渉波は安定した位相差を持つ。平方する前に振幅を加算する。
$$I=I_1+I_2+2\sqrt{I_1I_2}\cos\delta.$$
個別の強度が I0 で等しく、光路差が波長四分の一の場合、
$$\delta=2\pi\Delta/\lambda=2\pi(\lambda/4)/\lambda=\pi/2.$$
$$I=2I_0(1+\cos\delta)=2I_0(1+\cos(\pi/2))=2I_0.$$
これは最大値でも最小値でもない。ランダムな相対位相は交差点項を除去する
長時間平均において；安定した干渉は物理的状態であり、図示の慣例ではない。
3.7
条件と用語の確認
単スリットの中央最大値は、最小条件に m=0 を代入して得られるものではない。
コヒーレンス：波の間の安定した位相関係。
回折：開口部や障害物によって生じる波の拡散および干渉。
このトピックのインタラクティブ授業
一歩ずつ進め、即時チェック付きの問題で学習します。