波動分野の最重要テーマ「光波の干渉」。ヤングの実験・回折格子・薄膜…と実験のバリエーションが多く，「経路差の求め方が毎回違って混乱する！」という受験生が多い単元です。
このページは，当サイトの光波の干渉シリーズを学習順に整理したまとめページです。6記事＋要点整理で，光波の干渉を体系的にマスターできます。
光波の干渉マスターへの4ステップ
Step1 ヤングの実験で基本を固める
すべての干渉実験の原点です。経路差の近似計算をここで完全に理解すれば，他の実験もスムーズに進めます。
Step2 回折格子を攻略する
スリットが無数に並ぶ回折格子。ヤングの実験との共通点と「暗線の決定的な違い」を押さえます。
Step3 反射がからむ干渉を理解する
くさびガラスとニュートンリング。「反射による位相のずれ」という新しい考え方が登場します。
Step4 薄膜干渉で仕上げる
シャボン玉の色づきの正体です。光路長・光路差の考え方まで含めて，干渉の総仕上げをします。
光波の干渉の要点まとめ
干渉条件の考え方（3ステップ）
- 干渉する2つの光を見つけ，光路差 $\varDelta D$ を求める（屈折率 $n$ の中では距離を $n$ 倍）。
- 反射による位相のずれを数える（屈折率がより大きい物質との境界での反射で $\pi$ ずれる）。
- ずれの合計が $0$ なら $\varDelta D=m\lambda$ で強め合い。合計 $\pi$ なら条件が逆転。
実験ごとの経路差一覧
大まかな結論の式を以下にまとめますが，暗記はせずに…！図をかいて速やかに求められるようにしておきましょう。
| 実験 | 経路差・光路差 | 備考 |
|---|---|---|
| ヤングの実験 | $d\dfrac{x}{L}$ | 近似計算の代表例 |
| 回折格子 | $d\sin\theta$ | 強め合い以外はすべて暗い。 |
| くさびガラス | $2y$（空気層の往復） | 状況に応じて位相のずれを考える。 |
| ニュートンリング | $\bun{x^2}{R}$ | 状況に応じて位相のずれを考える。 |
| 薄膜干渉 | $2nd\cos r$ | 光路差で考える。 |
よくあるつまずきポイント
明線条件と暗線条件がすぐ逆になります。
「反射による位相のずれの合計」を忘れずに確認する習慣をつけましょう。合計が $\pi$（固定端反射が奇数回）なら，$\varDelta D=m\lambda$ が暗線条件に逆転します。
位相がずれる反射はどっち？
「屈折率がより大きい物質」との境界面での反射で $\pi$ ずれます（固定端反射）。ガラス→空気のように屈折率が小さい側との境界では，ずれません。
光路長はなぜ $n$ 倍する？
物質中では波長が $\dfrac{1}{n}$ 倍に縮むためです。距離を $n$ 倍に引き伸ばして考えれば，真空中の波長 $\lambda$ のまま干渉条件を立式できます。
さらに演習を積みたい人へ
光波の干渉は，東大をはじめとする難関大入試の頻出テーマです。基本をマスターしたら，過去問ベースの問題集で仕上げの演習を積みましょう。
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