Interference of light caused by thick film

Presentation on theme: "Interference of light caused by thick film"— Presentation transcript:

1 Interference of light caused by thick film
Koshi High School Keisuke Ueda Taisei Shibata Daichi Shiratsuka Ryohei Nakahashi　　

2 interference・・・ Interference of light
reflected light in front of the film and reflected light in the back film overlap. Then light wave length and thickness of film affect the volume of light. As a result, light looks like stripe pattern はじめに，簡単に，「膜における光の干渉」について説明します。 干渉とは、膜の表面と裏面で反射した光が重なるとき，光の波長と膜の厚さの関係によって，光が強め合ったり弱めあったりする結果，縞模様のように見えるというものです。

3 Example of Light interference caused by thin film in physics text book
Interference of the thin films such as air or the liquid between two pieces of glassworks　 ・Film of soap bubble ・Newton’s rings 私たちが使っている，数研出版の「物理」の教科書では，膜での光の干渉については、「薄膜の干渉」というタイトルで出てきます。 液体や、ガラスなどの間の空気の薄い膜の干渉について書かれていて、よく知られている例としては、シャボン玉の膜での干渉が紹介されています。

4 「when a film become thick, stripe pattern can not be seen. 」 （数研出版 物理）
●In text book・・・ 　「when a film become thick, 　　 stripe pattern can not be seen. 」 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　（数研出版　物理） This is meaning that we can’t observe “Thick film " and" White light " but ところで，教科書には，注意書きがあって、 「膜が厚くなると、色づいてみえなくなる。」と書かれています。 ただしこれは、白色光の場合についての注意書きです。 それでは、「厚い膜」に「単色光」つまり，はじめから特定の色（波長）の光だけを当てた場合は，どうでしょうか。 結論としては，「ちゃんと見える」です。 「膜が厚くなると色づいて見えなくなる。」 　　「薄膜の場合、強め合う条件を満たす 　　　可視光線の波長の値 λ はいくつかに 　　　限られるが、膜が厚いと λ の値が 　　　多数あり、特定の色にならない。」 （数研出版　物理） If 「Thick film」 and 「Monochromatic light」 ?

5 Interference of the monochromatic light caused by thick film
In the precedent study ■Widen a Na lamp and a laser beam, and use it　 ■Use Na lamp through the pinhole ■Expose light reflectors such as the paper to the light of the Na lamp and assume it a source of light By this experiment はじめに，関連する先行研究をさがし，それよりも前の研究報告をいくつか確認できました。レポートの参考文献にあげてあります。 先行研究の共通点は，「レーザー光やナトリウムランプをスクリーンに当てる角度や見る方法などを特別に工夫している」ということです 以前高志高校にいた谷先生は、凸レンズにレーザー光を直接当てるだけで、縞模様が見えることを発見しました。今回私たちは，凸レンズにレーザー光を直接当てるだけで縞模様が見えることを改めて確認したほか，厚いガラス板でも同じように干渉縞が見えることを確認しました。 Use the natural expanse of the laser beam

6 Interference of light by the flat glass
How to experiment Laser device He-Ne laser 　（638.3nm　5mW） まず、板ガラスでの光の干渉についてお話しします。 板ガラスとして厚さ1.3ｍｍのスライドガラスと厚さ6ｍｍの干渉板を使用しました。板ガラスにレーザーを当て、反射したレーザーをスクリーンにあてます。 このとき、装置間の距離が近いと、２つの光点がみえるだけで，干渉は起きません。装置間の距離をそれぞれ約２ｍ以上に離すと，２つの光点が重なり、はっきりした干渉縞を見ることができます。 Flat glass Interference version（6mm） and Glass slide(1.3mm） Between laser device and glass is over 2m screen

7 Interference of light by the flat glass
Result 実験結果の写真です。これは，板ガラスとして干渉板を使い，各装置間を約４ｍにした場合です。入射角は約６０度くらいです。約１ｍｍ間隔の縞模様が見えます。 同じ条件でスライドガラスを使うと，より間隔の広い縞模様が見えます。縞がゆがんでいますが，スライドガラスでは縞が直線にならないことが多く，当てる位置によって形も変わります。 Interference version（6mm） Glass slide(1.3mm）

8 Interference of light by convex lens
How to experiment 実験の様子です。装置間を4mにして測定しました。写真の赤枠で囲まれた部分が凸レンズで、青枠で囲まれた部分がレーザーです。 4ｍ

9 Interference of light by convex lens
About lens1 Focus length Convex lens diameter 　　　　 200mm mm turn off the light 干渉縞の測定方法を紹介します。実験装置とカメラを同じ配置にしたまま、レーザー光を当てずに明るくして撮影した写真と干渉縞の写真を重ねて、測定しました。 Use graph paper as a screen

10 Interference of light by convex lens
About lens1 Dark circle diameter Bright circle diameter 1 10.2 18.7 2 25.7 30.3 3 34.7 40.0 4 40.3 46.0 5 48.7 52.7

11 Interference of light by convex lens
Focus length 　　　　200mm Convex lens diameter 　　　　750mm Focus length 　　　　250mm Convex lens diameter 　　　　750mm Focus length 　　　　300mm Convex lens diameter 　　　　750mm Dark circle Bright circle 1 10.2 18.7 2 25.7 30.3 3 34.7 40.0 4 42.7 46.0 5 48.7 52.7 レンズ１と同様に、他に２種類のレンズを使用した場合においても、縞の間隔を測定しました。 Dark circle Bright circle 1 14.7 20.0 2 26.7 3 34.7 37.3 4 40.3 42.0 5 44.7 46.7 Dark circle Bright circle 1 15.0 20.0 2 25.0 28.7 3 33.0 35.8 4 39.0 41.7 5 44.0 47.0 Unit : mm

12 We can observe interference of light by thick film.
Conclusion We can observe interference of light by thick film. Things to do We will consider about light line.

13 Reference literature 1) 石川幸一．”厚い膜でも光は干渉”． いきいき物理わくわく実験．愛知･岐阜サークル．新生出版．1988．p ． 2) 小杉武子．凸レンズを膜とするニュートン･リング．パリティ．1990．5(3)．p.66-67． 3) 小杉誠司、小杉武子．可視光による厚膜の干渉条件－なぜ厚膜による干渉縞は見えないのか？－．パリティ．1990．5(10)．p.58-61． 4)小杉誠司、小杉武子．見落とされたニュートン・リング．応用物理教育．1993．17(1)．P.15-23． 5)小杉誠司、小杉武子．ニュートン・リングにおけるコントラスト．応用物理教育．1994．18(1)．p.19-26． 6)埼玉県立不動岡高等学校SSC物理干渉班（代表　秋池菜々子）．ガラス板における光の干渉．不動岡高等学校ホームページ．2014．6p．第58回日本学生科学賞優秀賞作品（