物理【波】第14講『光の干渉 〜くさび形空気層〜』の講義内容に関連する演習問題です。
講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。
問題
下図に示すように， 平面ガラスの上に平凸レンズ（球面の半径R）を乗せ，上から波長λの光を当てた。
上から観察したところ，2枚のガラスの接点を中心とする同心円状の明暗の縞模様（ニュートンリング）が見えた。
以下の各問に答えよ。
[Level.1]
点Oから距離rだけ離れた点Pでの空気層の厚さをdとする。
点Pの位置が明るくなるための条件式を，λ,d,m（m＝0,1,2,3,…）を用いて表わせ。
[Level.2]
点Oは明るくなるか，それとも暗くなるか。
[Level.3]
内側から数えて，m番目の明環の半径をλ,R,mを用いて表わせ。
ただし，空気層の厚さはRに比べて非常に小さいと考えてよい。
この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。
答え
[Level.1]
\(2d=\frac{\lambda}{2} \times (2m+1)\)
[Level.2]
暗くなる
[Level.3]
\(\sqrt{(m+\frac{1}{2})R \lambda}\)