ファインマン物理学Ⅱ 光 熱 波動

ファインマン物理学〈2〉光・熱・波動

第５章　回折

5-1　ｎ個の等しい振動子による合成振幅

・干渉：波源の数がごくわずかで、それらが互いに強め合ったり弱め合ったり
　　　　しているとき

・回折：波源の数が多い場合

・等しい感覚で並んだｎ個の振動子の問題を考える
・同じ振幅をもつが、位相が互いに違う

・合成した波の強さは次式となる

　　　Ｉ＝Ｉ0ｓｉｎ^2(φ／２)／ｓｉｎ^2(φ／２)

・曲線の極大の位置での強さは一つの振動子による強さのｎ^2になる。

・方向の差なしにｎ個全部加え合わせることになり、振幅はｎ倍に、強さはｎ^2倍
になる。

・中央にひじょうに鋭い極大があり、その両側にひじょうに弱い添え物の極大が
つく

・どの波源もある量の寄与をするが、隣同士は360°の整数倍だけ位相がずれている
・寄与は全て同位相で行われる。

5-2　回折格子

・平面のガラス板を使い、それに線の刻み目をつける。
・ガラスに光をあてると、刻み目はそれぞれ光源となる。
・線を非常に細かく、その間隔は波長よりも大きくしておくと、刻み目の間隔で
きまるある角度の方向に強いビームが出る

・色の違う光は振動数が異なり、可視光で最も波長長い赤い光は、角度θが大きく
なるため、中心の像より外側に大きな角度で現れる。

5-3　回折格子の分解能

・いろんな波長を分離するために回折格子を使う。

・波長がどの程度離れていたら、回折格子の使用により二つの違った波長が
あることを確認できるか

・レイリーの判定条件
　　一つの突起の隣の最初の極小の位置がもう一方の極大の位置にくる

　　　⊿λ／λ＝１／ｍｎ

　λ／⊿λを回折格子の分解能という