物理 第三編 「波」 ３章 ： 光 No. ９ Ｂ 回折格子 細いすじのたくさん入ったガラス（回折格子） 回折格子 レーザー光線 にレーザー光線を照射すると、すじの無い所 スリットを通った光 （スリット）で回折現象が起こる。 各スリットに入る光がすべて 回折する。図がややこしくなるので 書いていないだけ。 光が回折して四方に飛び散る この結果、写った場所では異なるスリットから出た光が距離の差をもって出会うこととなる。 条件を満たせば、強めあって明るくなったり、弱めあって暗くなる。 明るい場所を次の図で考えてみよう。 明 それぞれの光は上のように 回折している。 ” 明” の方向 に向かうものだけが書いてある。 拡大 スリットから出た複数の光が強め合っている。 ヤングの実験のスリットが多い版である。 平行 出て行く光は＿＿＿＿＿であるとみなせる。 格子定数という⇒ なので、隣り合う光の距離の差はこの部分だけ！ 隣りあう光の距離の差＝ dsin θ よって、回折格子での明線の条件 dsin θ = m λ （m=0,1,2,・・・） この条件が整えば、更に隣どうしも強めあうといえる。類似の実験なので、ヤングの公式も使える・・ ＜身近な回析格子＞ ランド CD 表面には光を跳ね返す「ランド」と、跳ね返さない 「ピット」ある。このピットが回析格子の” すじ” の 役割を果たすので、CD は立派な回析格子となる。 他に、前プリントの作用から七色に光る性質も持ちあわしている。 ピット 例題 12 格子定数 d〔m〕の回折格子に，波長λ 〔m〕の緑色の光を垂直に当てると，後方 l〔m〕の位置にある スクリーンに明暗の縞ができた。スクリーンの中央 O から距離 x〔m〕の位置にある点を P とし，点 P に 向かう光と入射光のなす角をθ とする。ただし，θ はきわめて小さく，sin θ ≒ tan θ が成りたつとする。 隣りあう明線の間隔Δ x〔m〕を求めよ。 拡大図 P (m 番目の明線 ) ～ ～ (3 番目の明線 ) x } 隣り合う明線の間隔 (2 番目の明線 ) (1 番目の明線 ) }ここで求める！ O (0 番目の明線） 明線の条件式より dsin θ = m λ ↑問題文より≒ tan θ ↑図より辺の比で考えると よって、条件式は・・・d ① x= ml λ d x l x l = mλ （O から m 番目の明線までの距離の式） 拡大図より、隣り合う明線の間隔は O から 1 番目の明線までの間隔で求まるので、 ①式のｍを 1 とした時の値だと考えることができる。 1× lλ lλ よって、 隣り合う明線の間隔＝ ＝ (m) d d 類題 12 例題 12 の実験について，次の問いに答えよ。 （1） 赤色の光にかえると，明線の間隔は小さくなるか，大きくなるか。 （2） 単位長さ当たりの筋の本数が 2 倍の回折格子にかえると，明線の間隔は何倍になるか。 ヒント：例題１２の答えを利用しよう。
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