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ニュートンリングを使用して波長を決定する理由

ニュートンのリングは、光波の干渉から生じる魅力的な現象であり、光の波長を決定する賢い方法を提供します。その理由は次のとおりです。

セットアップの理解

ニュートンのリングは、プラノコンベックスレンズ(片側が平らで、もう片側は湾曲している)が平らで反射面に配置されたときに形成されます。 レンズと表面の間に薄い空気フィルムが作成されます。 単色光(単一の波長の光)がこのセットアップに輝くと、干渉パターンが表示されます。

干渉と波長

* パスの違い: 空気フィルムの上面から反射する光と、底面から反射する光。これらの2つの光の梁のパスの違いは、空気フィルムの厚さに依存します。

* 建設的で破壊的な干渉: パスの違いが波長の複数の整数である場合、建設的な干渉が発生し、明るいリングが作成されます。 パスの違いが波長の半分のinteger倍である場合、破壊的な干渉が発生し、暗いリングが作成されます。

* 波長との関係: 明るいリングまたは暗いリングの直径は、光の波長に直接関係しています。 波長が短いと、直径が小さくなります。

波長を決定する方法

1。リング直径を測定: いくつかの明るい(または暗い)リングの直径を測定します。

2。式:を使用します n番目のリングの半径は、式で与えられます。

r n =√(nλr)

どこ:

* r n n番目のリングの半径です

* nはリングの順序です(1、2、3 ...)

*λは光の波長です

* rはレンズの曲率の半径です

3。波長を計算: 測定されたリング直径とレンズの曲率の既知の半径を使用して、この方程式から波長(λ)を解くことができます。

ニュートンのリングを使用することの利点

* 簡単なセットアップ: 実験は比較的簡単です。

* 正確な測定: ニュートンのリングは、光の波長を決定する正確な方法を提供します。

* 汎用性: この手法は、異なる色の光の波長を決定するために使用できます。

要約

ニュートンのリングは、光波の干渉を活用して、光源の波長に直接関連するパターンを作成します。 これらのリングの直径を測定し、単純な式を使用することにより、光の波長を正確に計算できます。この方法は、光の波の性質を調査する魅力的で効果的な方法を提供します。

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