ひたすら受験問題を解説していくブログ
スポンサーサイト
上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。
東京大学2014年前期物理第3問
todai_2014_phy_q3_1.png
todai_2014_phy_q3_2.png
todai_2014_phy_q3_3.png
todai_2014_phy_q3_4.png

解説


(1)(2)と普通の問題で,(3)辺りから雲行きが怪しくなってきて,公式丸覚えだと良くわからないことになりそうです。

(1)
これずらしたらいつものヤングですね。いつものヤングでいうところのx=0なので明線になります。

TS1=TS2になるので,二つのスリットからくる光は同位相で強め合い,明線になる。

(2)
位置をずらしていつものヤングで考えてもOKです。でも計算上問題どおりの方が少し楽でしょうか。x=0で一番目の明線となるようにすると,
todai_2014_phy_a3_1.png

(3)
問題文の”その方向”ってのに違和感しか覚えない私はアスペなんだろうか。それはさて置き,
(2)と同様にn番目とn-1番目のスリットで式を立てると,
todai_2014_phy_a3_2.png

(4)
あたらしい距離をd'とすると,原点が1次とは限らないが強めあいになるので,
todai_2014_phy_a3_3.png
となる。よって,近いほうから順にd/2,d/3

【別解答】
新しい位置において新しい数列{z’n}が定義されるが,すべての{zn}は{z’n}のいずれかに該当するので,{zn}⊂{z’n}となる。{z’n}は{zn}のdを別のd'で差し替えたものに過ぎないことから,dをd'で割ったら整数になる必要がある。よって,近い順にd/2,d/3

(5)
今までと同様にn番目とn-1番目で光路差の式を立てると,
todai_2014_phy_a3_4.png

(6)ア:2 イ:2 ウ:1/2
ア:
振幅はそこに来ている波を合成することになります。対称性からx=0の位置からみて同じ距離のスリットが足されることになるので,全部の波が2倍になり,振幅も2倍になります。

イ:
全く同じ距離のスリット増えて2倍になったということは,その分だけエネルギーが増えたということになり(z>0からくるエネルギーとz<0からくるエネルギーが異なるとかおかしな話です),エネルギー総量も2倍になります。

ウ:
エネルギー総量=強度×面積
です。よって,エネルギーが2倍にしかなっていないのに強度が4倍ということは,光が当たっている面積が半分になっているということになります。図3-4で言う網掛け部分の面積が光のエネルギーです。

つまるところ,初めにあった円上のスリット群を使うと更に集められるということになります(同じ距離のスリット群のセットが多数と考えれば,(6)よりももっと集中することがわかります)。


東大2014年前期物理に戻る
スポンサーサイト

テーマ:大学受験 - ジャンル:学校・教育

コメント
コメント
コメントの投稿
URL:
本文:
パスワード:
非公開コメント: 管理者にだけ表示を許可する
 
トラックバック
トラックバック URL
http://jukenkaisetsu.blog.fc2.com/tb.php/412-7234e83c
この記事にトラックバックする(FC2ブログユーザー)
トラックバック
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。