3. 実験装置


・レーザー

レーザーは輝度が強いので,絶対に直視しないで下さい.

レーザー光はスイッチを入れてすぐに出てこないことがあります.
光が出てきているかどうかは,手をかざして確認して下さい.
レーザー光の出口を覗き込まないこと.

左の写真がこの実験で使用する He-Ne ガスレーザーです.実験台によって出てくる光の波長が異なるため,下の表で光の色と波長の関係を確認しておいて下さい.

装置についているスイッチ 1 (背面にあるかもしれません)をいれればレーザー光が出てきます。
光の量は偏光フィルターや遮光フィルター(プラスチックケースに入っている)を用いて調節します.
実験台によっては絞り 2 で調節できるものもあります.

レーザー光の光軸の高さは支持台の後ろにある調節ダイヤルをまわすことで,簡単に調節可能です.
縦方向の細かい調整には,こちらの方を利用すると便利です.
特に,複数スリットの回折実験では,スリットの選択に微調整が必要になりますが,このダイヤルで調整すれば簡単にできます.
光の色 波長
632.8 nm
543.5 nm
黄色 594 nm
オレンジ 612 nm
レーザー光の色と波長の関係は左の表のようになっています.一部の光源にはあらかじめ波長の書いてあるラベルが貼付けてありますが,波長が特に書いてない場合は左の表から波長を決めて下さい.
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・スリット

左の写真がこの実験で用いる単スリットです.
右側についているマイクロメーターをまわすことで,スリット幅を微調整できるようになっています.
実験をはじめる前に,マイクロメーターがきちんと固定されているか,スリットの幅を固定する板バネが外れていないかなどをチェックして下さい.
スリット幅を測るのはこのマイクロメーターではありません.スリット幅は拡大投影機で測定します.
回折像がコンピューターにうまく取り込めたら,スリット幅を測定する必要があります.
スリット幅を変えないように注意しながらスリットを台から外して,拡大投影機でスリット幅の測定を行います.
これは,「1個の角穴による回折」の実験を行う際に使う,もう一つの単スリットです.
これは,1つのテーブルに一個ずつ(2グループでひとつ)しかないため,空いているテーブルから持ってくる,あるいは隣のグループと実験の順序を変えるなどして,うまく共有して下さい.
実験に使用する際には,左の写真のようにスライドホルダーに挟んで使用します.実験方法のところにも書いてありますが,レーザー>縦スリット>横スリットの順に並べると調整がやりやすいと思います. 
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・複数スリット

スライドケース(回折格子などが入っているプラスチックケース)の中に,左の写真のような「1〜8本スリット」が入っていますので,見つけて下さい.
上の写真の中央部を拡大したものが左の写真です.
1〜8まで番号の書かれている穴のそれぞれに細かいスリットが刻まれていて,「複数スリット」になっています.番号順にスリットの本数 N が 1 〜 8 本になっています.
全ての複数スリットは,スリット幅 b が70 μm、間隔 d が140 μm になっています.
それぞれのスリットにレーザー光のスポットを当てるのは,実験時間中は部屋を暗くしているため,やや難しいです.
レーザーの支持台の高さの調節ダイヤルをうまく使って下さい.

より詳しい説明は,「5. 複数スリット」の項を参照して下さい.

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・回折格子

スライドケースの中に左の写真のような様々な格子定数の回折格子が入っています.

それぞれの格子定数は「d = 〜μm」とラベルに示してあります.

スライドケースには縦方向と横方向の両方に格子の入っているものもありますが,実験に使うのは縦方向のみに格子が入っているものです.

スライドケースに入っている回折格子には格子間隔が 50 μmのものも入っています.しかしながら,表面に傷が付いたりしていて,きれいな回折像が得られないため,テーブルに(2グループに)一つずつ新しい回折格子を用意してあります.

入手がやや難しいものですので,破損しないように注意して下さい.

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・フィルター,偏光板

スキャナーで回折像をスキャンする時に,像が明るすぎる場合には減光する必要があります.各グループのところに透過率が3%と10%の遮光フィルター(左のようなケースに入っています.)が用意してありますので利用して下さい.

手でフィルターを持って,スキャンする時にレーザー光を遮ってください.(原始的だ...)

ガラス製ですので,破損に注意して下さい.

微妙な調光を行いたい時にには偏光板を使うこともできます.各グループに2枚ずつ偏光板が用意してあります.

長方形にカットされた偏光板をぴったり重ねると最も透過率が高くなり,垂直に重ねると最も透過率が低くなります.
重ねあわせる角度を変化させることで透過率を連続的に変化させることができます.

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・拡大投影機

7番の実験「光の波長」の側に左の写真のような拡大投影機があります.

単スリットのスリット幅 b の測定にはこの器械を使って下さい.

詳しい使用方法はスリット幅の測定の項を参照して下さい.

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