💡 ヒント:マイケルソン干渉計

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

1本の光を半透鏡で2本に分け、それぞれを別々の鏡で反射させて再合成する装置。2本の光の経路の長さの差(光路差)が変わると干渉縞が動きます。鏡を少し動かすだけで強烈に縞が変化するため、極めて高精度な距離測定(\(\lambda\) のオーダー)ができます。

歴史的には「光のエーテル」を否定した実験(マイケルソン・モーリー)に使われ、現代では重力波検出器 LIGO の中心にもなっています。

✏️ 求めるもの

鏡を距離 \(\Delta x\) 動かしたときに通過する縞の本数、または逆に縞の数から鏡の移動距離・波長を逆算。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 光路差の変化を計算:鏡の移動 \(\Delta x\) なら光路差は \(2\Delta x\)
  2. 縞の本数の関係:\(2\Delta x = N\lambda\) を立てる
  3. ガラス挿入:厚さ \(t\)、屈折率 \(n\) なら光路差 \(2(n-1)t\) を加味
  4. 逆算:縞数 \(N\) と \(\lambda\) から \(\Delta x\)、または \(t\) から \(n\) を求める
注意

マイケルソン干渉計では光が鏡を往復するので、鏡の移動 \(\Delta x\) は光路差で 2 倍になる。これを忘れて「\(\Delta x = N\lambda\)」と書いてしまうのは典型ミス。式に \(2\) が入っているか必ず確認する。