{ "api_version": "v1", "publisher": { "name": "Manazoo", "url": "https://manazoo.com/" }, "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）", "terms_url": "https://manazoo.com/terms/", "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。", "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。", "kind": "quiz", "unit": { "slug": "interference-and-diffraction-of-light", "title": "光の回折と干渉", "url": "https://manazoo.com/high/physics/interference-and-diffraction-of-light/" }, "canonical_url": "https://manazoo.com/high/physics/interference-and-diffraction-of-light/quiz/", "questions": [ { "id": "q-grating-constant-from-lines", "type": "input", "prompt": "1mmあたり500本の筋がある回折格子の格子定数dは何μmか。", "choices": null, "answer": "2.0", "accept": [ "2.0", "2.0μm", "2.0×10⁻⁶m" ], "explanation": "1mあたりの本数はN＝500/0.001＝5.0×10⁵本/m。d＝1/N＝2.0×10⁻⁶m＝2.0μm。", "entities": [ "diffraction-grating" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-grating-larger-constant-angle", "type": "choice", "prompt": "波長と次数mを変えずに回折格子の格子定数dを大きくすると（すきまの間隔を広げると）、同じ次数mの明線が見える角度θは", "choices": [ "小さくなる", "大きくなる", "変わらない" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "d sinθ＝mλより、sinθ＝mλ/d。dを大きくするとsinθが小さくなるので、角度θも小さくなる。", "entities": [ "diffraction-grating" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-grating-max-order-visible", "type": "input", "prompt": "格子定数d＝3.0×10⁻⁶m、波長λ＝5.0×10⁻⁷mの回折格子で、sinθ＜1の範囲で見える明線の最大の次数mはいくつか。", "choices": null, "answer": "5", "accept": [ "5" ], "explanation": "d sinθ＝mλでsinθ＜1になる最大のmを求める。d/λ＝3.0×10⁻⁶/5.0×10⁻⁷＝6.0なので、m＝6ではsinθ＝1.0（θ＝90°）になり観測できない。観測できる最大の次数はm＝5。", "entities": [ "diffraction-grating" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-grating-sharper-than-double-slit", "type": "choice", "prompt": "回折格子は多数のすきまをもつため、ヤングの実験の2本のスリットに比べて、明線は", "choices": [ "変化しない", "細く明るくなる", "ぼやけて暗くなる" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "すきまの数が多いほど、強め合う角度からわずかにずれるだけで多数の光がほぼ完全に打ち消し合うため、明線は細く明るくなる。", "entities": [ "diffraction-grating" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-grating-sin-theta-first-order", "type": "input", "prompt": "格子定数d＝2.0×10⁻⁶mの回折格子に波長λ＝5.0×10⁻⁷mの光を当てたとき、m＝1の明線が見える方向のsinθの値を求めよ。", "choices": null, "answer": "0.25", "accept": [ "0.25", "1/4" ], "explanation": "d sinθ＝mλより、sinθ＝mλ/d＝(1×5.0×10⁻⁷)/(2.0×10⁻⁶)＝0.25。", "entities": [ "diffraction-grating" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-newtonrings-contact-point-dark", "type": "choice", "prompt": "くさび形空気層やニュートンリングで、2枚のガラス（またはレンズと平板）が実際に接している点・線での反射光は", "choices": [ "明るくなる", "色によって明暗が変わる", "暗くなる" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "接する場所では空気層の厚さがほぼ0だが、下面だけで生じる半波長の位相のずれは残るため、2つの反射光は逆位相で打ち消し合い、暗くなる。", "entities": [ "wedge-air-film-and-newtons-rings" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-newtonrings-dark-ring-radius", "type": "input", "prompt": "曲率半径R＝1.0mの凸レンズを使ったニュートンリングに波長λ＝5.0×10⁻⁷mの光を当てる。接点から数えてm＝8番目の暗い輪の半径は何mmか。", "choices": null, "answer": "2.0", "accept": [ "2.0", "2.0mm" ], "explanation": "暗い輪の半径はr_m＝√(mλR)＝√(8×5.0×10⁻⁷×1.0)＝√(4.0×10⁻⁶)＝2.0×10⁻³m＝2.0mm。", "entities": [ "wedge-air-film-and-newtons-rings" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-newtonrings-ring-spacing-outward", "type": "choice", "prompt": "ニュートンリングで、隣り合う暗い輪どうしの間隔は、中心から離れるほど", "choices": [ "狭くなる", "広くなる", "一定である" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "暗い輪の半径はr_m＝√(mλR)で、mが大きいほど√mの増え方は小さくなる。隣り合う輪の半径の差は中心から離れるほど小さくなり、輪は混み合って見える。", "entities": [ "wedge-air-film-and-newtons-rings" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-newtonrings-wedge-fringe-spacing", "type": "input", "prompt": "くさび角θ＝1.0×10⁻⁴radのくさび形空気層に波長λ＝6.0×10⁻⁷mの光を当てたとき、縞の間隔は何mmか。", "choices": null, "answer": "3.0", "accept": [ "3.0", "3.0mm" ], "explanation": "縞の間隔はΔx＝λ/(2θ)＝(6.0×10⁻⁷)/(2×1.0×10⁻⁴)＝3.0×10⁻³m＝3.0mm。", "entities": [ "wedge-air-film-and-newtons-rings" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-thinfilm-lens-coating-reason", "type": "choice", "prompt": "カメラのレンズの表面に厚さを調整した薄膜をコーティングすると反射光が弱まるのは、薄膜の上面と下面での反射光が", "choices": [ "強め合うから", "弱め合うから", "関係がないから" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "膜の厚さを調整すると、上面と下面の反射光の経路差が半波長の奇数倍になり、反射光どうしが弱め合う。反射で失われる光が減り、レンズを通る光が増える。", "entities": [ "thin-film-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-thinfilm-min-bright-thickness", "type": "input", "prompt": "屈折率n＝1.40のシャボン膜に波長λ＝5.6×10⁻⁷mの光を垂直に当てる。反射光が最初に明るくなる（m＝0）膜の厚さは何nmか。", "choices": null, "answer": "100", "accept": [ "100", "100nm", "1.0×10⁻⁷m" ], "explanation": "明るく見える条件2×n×d＝(m＋1/2)λにm＝0を入れてd＝λ/(4n)＝5.6×10⁻⁷/(4×1.40)＝1.0×10⁻⁷m＝100nm。", "entities": [ "thin-film-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-thinfilm-second-dark-thickness", "type": "input", "prompt": "同じ膜（n＝1.40・λ＝5.6×10⁻⁷m）で、d＝0を除いて2番目に反射光が暗くなる厚さは何nmか。", "choices": null, "answer": "400", "accept": [ "400", "400nm", "4.0×10⁻⁷m" ], "explanation": "暗く見える条件2×n×d＝mλで、1番目（m＝1）は200nm、2番目（m＝2）はd＝mλ/(2n)＝2×5.6×10⁻⁷/(2×1.40)＝4.0×10⁻⁷m＝400nm。", "entities": [ "thin-film-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-thinfilm-which-surface-flips", "type": "choice", "prompt": "膜の両側が空気で、膜の屈折率の方が大きいとき、反射で位相が半波長ずれるのはどちらの面か。", "choices": [ "膜の底の面（下面）", "光が最初に入る面（上面）", "どちらの面でもない", "両方の面" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "位相がずれるのは、屈折率の小さい側（空気）から大きい側（膜）へ向かう反射。光が最初に入る上面がこれにあたる。下面は膜→空気（大→小）の反射なのでずれない。", "entities": [ "thin-film-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-young-first-dark-fringe", "type": "input", "prompt": "d＝0.20mm、L＝2.0m、λ＝5.0×10⁻⁷mのヤングの実験で、中心の明線（m＝0）から最初の暗線までの距離は何mmか。", "choices": null, "answer": "2.5", "accept": [ "2.5", "2.5mm" ], "explanation": "最初の暗線はm＝0の暗線条件で、x＝(0＋1/2)λL/d＝0.5×5.0mm＝2.5mm。明線の間隔5.0mmのちょうど半分になる。", "entities": [ "young-double-slit-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-young-fringe-spacing-basic", "type": "input", "prompt": "スリット間隔d＝0.20mm、スリットからスクリーンまでの距離L＝2.0m、光の波長λ＝5.0×10⁻⁷mのヤングの実験で、明線の間隔は何mmか。", "choices": null, "answer": "5.0", "accept": [ "5", "5mm", "5.0mm" ], "explanation": "明線の間隔はΔx＝λL/d＝(5.0×10⁻⁷×2.0)/(2.0×10⁻⁴)＝5.0×10⁻³m＝5.0mm。", "entities": [ "young-double-slit-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-young-longer-wavelength-spacing", "type": "choice", "prompt": "ヤングの実験で、スリット間隔とスクリーンまでの距離を変えずに、波長の長い光に変えると、明線の間隔は", "choices": [ "狭くなる", "広くなる", "変わらない" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "明線の間隔はΔx＝λL/dで波長λに比例する。波長が長くなれば間隔は広くなる。", "entities": [ "young-double-slit-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-young-slit-separation-wider", "type": "choice", "prompt": "ヤングの実験で、光の波長とスクリーンまでの距離を変えずにスリットの間隔dを広くすると、明線の間隔は", "choices": [ "広くなる", "変わらない", "狭くなる" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "明線の間隔はΔx＝λL/dで、dと反比例の関係にある。dを広くすると間隔は狭くなる。", "entities": [ "young-double-slit-interference" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-young-wavelength-from-spacing", "type": "input", "prompt": "ヤングの実験でd＝0.30mm、L＝1.5mにして測ったところ、明線の間隔は3.0mmだった。光の波長は何nmか。", "choices": null, "answer": "600", "accept": [ "600", "600nm", "6.0×10⁻⁷m", "6.0×10^-7m" ], "explanation": "Δx＝λL/dをλについて解くとλ＝Δx・d/L＝(3.0×10⁻³×3.0×10⁻⁴)/1.5＝6.0×10⁻⁷m＝600nm。", "entities": [ "young-double-slit-interference" ], "verified": true, "placeholder": false } ] }