YouTube 動画解説 光

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光学の基礎について動画解説しています。
再生速度を1.5倍程度にしていただくといいかもしれません。

物理というものは、少しの式で全てを理解しようとするものです。
結局、光も波動なので、基礎さえちゃんと理解できていればちょっと応用するだけで対応可能です。

Larisa-K / Pixabay

光 全反射

全反射ですが、よくわからないままに「公式」を暗記していませんか?
光といえども波動なので、波動の基礎で学習したことで説明が可能なはずです。
つまり、基本的な理論は波動基礎ですでに学習しているのです。

全反射だけの特別な公式があるわけではありません。
これは屈折の法則そのものです。
解説しているように、屈折の式は割り算ではなく掛け算で行うよう心がけてください。

レンズの作図

レンズは光独特といっても良い単元ですが、カンタンな法則をいくつか理解するだけで全ての問題が解けます。

まずは中学校でも学習したはずの凸レンズの性質から解説しています。

レンズの計算

ヤングの実験

光-粒子説と光-波動説に区切りをつけたことからヤングの実験は光学における歴史的な実験です。
最後の干渉縞の間隔を求める式に到達するのがちょっと厄介ですが、理論的な意味はどうということはありません。

やはり、波動基礎で学習したことのちょっとした応用に過ぎないのです。
もし、波動基礎が怪しいと感じているなら、必ず戻って学習しなおしてください。

回折格子

光の場合の特殊な回折装置としてこの回折格子が上げられます。
原理的に言えば、光専用というわけではありませんが、現状高校物理ではほぼ光分野にしか出ません。

回折格子の式は $d\sin\theta=n\lambda $ 、$n=0,1,2,3, $ ・・・・  で示されますが、この式を暗記するだけではなく、意味をしっかり考えましょう。

薄膜の干渉

薄膜干渉は良く出る単元です。
シャボン玉や油膜表面に見えるきれいな虹色の模様が出る理由はこれです。

光路差を求めるところで、その方法を知らないとできません。
動画の中で回折していますので、なぜそうなるかをしっかり理解してください。

くさび形空気層による干渉

これも定番ですね。
結局干渉というものは、二つの光の経路があって、どちらかが長い・・・という設定がほとんどです。
根本的なことは波動基礎の単元の範囲に全て入っているのです。

ニュートンリング

ニュートンリングはレンズの研磨の際にちゃんと磨けているかのチェックとなります。
光路差の定式化のところで、この問題特有の方法がありますので注意してください。

そこさえ押さえてしまえば後は他の問題と同様です。

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