スポンサーリンク

光路長・光学距離

スポンサーリンク
スポンサーリンク

光路長・光学距離

光学距離は、屈折率 $n$ 中の長さ $l$ が、真空中では $nl$ に相当するというように考えます。

物理のエッセンスの波動の55番についても解説していますので参考にしてください。

光路長・光学距離

光路長・光学距離は次のように定義されます。

光路長・光学距離

屈折率 $n$ の媒質中の距離 $l$ は、真空中の距離 $n \times l$  (屈折率×距離)に相当する。

図のように、屈折率 $n$ の物質の中を光が進むことを考えます。

このとき、真空での波長 $\lambda$ 、物質内での波長を $\lambda^{\prime}$ とすると、屈折の法則より、

$n=\dfrac{\lambda}{\lambda^{\prime}}$ 

が成立します。これを変形すると、

$\lambda=n\times \lambda^{\prime}$

となり、真空中の波長 $\lambda$ は物質中の波長 $\lambda^{\prime}$ の $n$ 倍になります。

したがって、物質中の長さ $l$ 中と同じ数の波を含む長さは、真空中では $n$ 倍の $n\times l$ になるはずです。

よって、屈折率 $n$ の媒質中の距離 $l$ は、真空中の距離 $n \times l$ (屈折率×距離)に相当する・・ということになります。


あるいは、

真空中での光速を $c$ とし 、物質中では光速 $v$ で進むとすると、屈折の法則から次の関係式が導かれます。

$n=\dfrac{c}{v}$

より、$c=n\times v$ $(n>1)$

つまり、真空中の光速は物質中の $n$ 倍です。
ということは、一定時間、真空中で光が進む距離は物質中の $n$ 倍です。

したがって、物質中の距離 $l$ は、真空中では $n$ 倍の $n\times l$ に相当するというわけです。

スポンサーリンク

動画

光路長・光学距離の何が便利なのでしょうか?

物理のエッセンスの問題を参照してください。

波動 55番 P136 

解説動画 物理のエッセンス 波動 50番~67番
解説動画 物理のエッセンス 波動 50番~67番

コメント