ド素人 さんの書込 (2009/09/24(Thu) 16:43)

現在物理の実験レポートに追われております． 実験とは『くさび形薄膜の干渉』なんですが，ガラスとガラスの間にはさむ「試料の厚さを求めよう」というものです． 実験は成功したと思われたんですが，計算してみると アルミ箔……0.03mm &明線間隔…0.015mm ビデオテープ…0.05mm &明線間隔…0.01mm なんですが，どうも実際はテープの方が薄いらしいんです． また，これだと d=Lλ/2Δx の公式と合わないんです． どこを改めるべきで，計測し直すべきなんでしょうか．教えてください．

Yokkun さんのレス (2009/09/24(Thu) 19:46)

こんにちは．

ガラス板はもともとあるゆがみや，押し付ける力によってはたわみなどの変形を生じますから，薄片をはさむ位置やガラス板の向きなど条件に変化はなかったかどうか．また，明線間隔は何をもって測定値としたのか，その辺の妥当性はいかがでしょうか？測定条件，方法等お知らせいただけますか？

yama さんのレス (2009/09/24(Thu) 21:35)

実際の厚さをマイクロメーターなどで測定してみてはいかがでしょうか． 数十枚重ねて測定するのがよいでしょう．

ド素人 さんのレス (2009/09/24(Thu) 23:12)

Yokkunさん，yamaさん早速の返事ありがとうございます． 実験の方法，手段は以下のとおりです．

〔準備〕干渉板，ナトリウムランプ，試料(アルミニュウムはく等)，透明ものさし，マイクロメーター

〔方法〕 ?干渉板の一端に干渉板に直角に試料をはさみ，干渉板の真上からナトリウムランプで光を当てる．

?干渉板と平行になるようにものさしを置き，ナトリウムランプの真下あたりのものさしのめもりの2.0cmの間には入っている干渉じまの本数n[本]を数え，干渉じまの間隔Δx[m]＝0.020/nを求める．

?干渉板の試料のはさまっていない端から，試料までの距離L[m]を測定 する．

?ナトリウムランプの波長λ＝590[nm]と，?，?で求めたΔx，Lを用いて，式d=Lλ/2Δx から試料の厚さd[m]を計算する．

概略ですいませんが手順としてはこれですべてです． 遅くなってしまってすいません．そして本当に感謝しています．

ド素人 さんのレス (2009/09/24(Thu) 23:13)

見にくくなってしまいました．すいません．

Yokkun さんのレス (2009/09/24(Thu) 23:53)

方法の(1)(2)について私が考えたことですが，

1. 輪ゴムで止めるなど，ガラス板の両端を互いに押し付けるような固定をされているかどうか．
2. 場所によって，干渉縞の間隔がどう変化しているかを調べる．

(1)については，固定の仕方によっては本来の薄片の厚さ以上に浮いてしまったり，逆に押し付けすぎて薄片試料をつぶしてしまったり，またガラス板のひずみを大きくしてしまったりすると思います．

(2)については，間隔の変化を見ることでガラス板のゆがみがある程度わかり，また測定値の妥当性も評価できると思います．

yama さんのレス (2009/09/25(Fri) 00:05)

明線間隔が0.015mmとか0.01mmというのは間違いないのでしょうか？ 0.01mmとすると2cmに2000本の干渉縞ができていることになりますが・・・．

ド素人 さんのレス (2009/09/25(Fri) 00:27)

?にかんして，Yokkunさんのおっしゃるとおり，確かに実験時に両端を輪ゴムで止めていました．明線もガラス板の端に近づくにつれ曲線になっていましたので，そこが問題だったのかもしれません． 先にyamaさんがおっしゃった様に数十枚重ねて測定するのが解決策なのでしょうか？ 個人的には余計ガラス板が曲がってしまうような気もしますが．

余談ですが，明線がきわめて細かいために用いたものさしの目盛りに丁度重なっていた場合はそれを本数として数えていいんでしょうか？

ド素人 さんのレス (2009/09/25(Fri) 00:33)

すいません．

確かに誤りでした． もと明線の本数はアルミ箔で13本，ビデオテープで19本でしたので桁が違います．

yama さんのレス (2009/09/25(Fri) 00:39)

私が言いたかったのは，試料を（数十枚重ねて）マイクロメーターで挟んで直接に厚さを測定して，それを干渉縞から求めた値と比較してはどうかということです． 実際にテープのほうが薄いかどうか，またどれくらいの差があるのかが分かればそれが何らかの手がかりになるかもしれないからです．

yama さんのレス (2009/09/25(Fri) 00:51)

>余談ですが，明線がきわめて細かいために用いたものさしの目盛りに丁度重なっていた場合はそれを本数として数えていいんでしょうか？

正確には明線の間隔の数を数えるべきでしょう． たとえば，最初の明線を物差しの目盛の0に合わせたとき20本目の明線がちょうど2.0cmの目盛に重なったとすると，2.0cmの間の明線の間隔の数は19となるので，明線間隔は(2.0/19)cmになります．

ド素人 さんのレス (2009/09/25(Fri) 07:50)

余談にお答えいただきありがとうございます． なるほど確かにそうです．では明線の間隔を改めて数え直せばまた少し正確な値が求められるかもしれません．

試料を重ねて厚さを測るのは考えつきませんでした．ただ重ねることでそれなりに隙間でズレが生じるきがします．目安として使いたいです．