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빛의 특성 실험

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by

Hyun SaGong

on 8 December 2013

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Transcript of 빛의 특성 실험

빛의 특성 실험
목 차
빛의 반사와 굴절
빛의 반사와 굴절
빛의 간섭과 회절
실험 목적 :
Lazer 광의 성질을 이용하여 단일 및 이중 슬릿에 의한

회절무늬로 부터 빛의 성질인 간섭과 회절을 이해하고, 슬릿의 간격을 측정한다.
빛의 간섭과 회절
1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 방법

4. 실험 결과

5. 분석 및 오차
1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 방법

4. 시험 결과

5. 분석 및 오차
실험 목적 :
Laser광을 이용하여 빛의 반사의 법칙과 굴절의 법칙을 이해하고

임계각을 측정하여 물질의 굴절률을 구한다.
실험 이론 :
반사 :
θ1 = θ1'

굴절 :
n1sinθ1 = n2sinθ2
임 계 각 :
실 험 이 론
굴절 광선이 경계면을 따라 진행할 때의 입사각
굴절된 빛은 없고 모두 반사

하게 되는 현상
전 반 사 :
실 험 방 법
광원(Laser)를 연결하여 광학대위의 평면 거울과

아크릴 렌즈에 각각 입사시켜 각도를 측정해 보았다.
실 험 결 과
반사의 법칙 실험
측정 시 마다 입사각 값과 동일하게 측정되었다.
실 험 결 과
굴절의 법칙 실험
결 과 분 석
사용한 Laser의 파장 : 650nm
650nm 파장에서의 아크릴의 굴절률 : 1.489
굴절의 법칙 : n1sinθ1 = n2sinθ2
오차율 : 약 4.3%
결 과 분 석
( 굴 절 률 )
( 임 계 각 )
굴절의 법칙 : n1sinθ1 = n2sinθ2
θ = 90˚
임계각
오차율 : 약 3.5
실험 이론 :
회 절 ?
간 섭 ?
실 험 이 론
단일 슬릿에 의한 회절
슬릿과 스크린 사이의 거리 >> 슬릿의 폭
asinθ = mλ
sinθ ≒ tanθ
a = ㅡㅡ

y
실 험 이 론
이중 슬릿에 의한 회절
슬릿과 스크린 사이의 거리 >> 슬릿의 간격
asinθ = mλ
sinθ ≒ tanθ
d = ㅡㅡ
Dmλ
x
실 험 방 법
센서이동 드라이버를 이동시킴에 따라

나타나는 빛의 회절, 간섭을 S-CA를 이용하여 측정, 분석
사용한 슬릿의 간격 : 단일 (0.04mm)
이중 (0.04mm)
사용한 레이저의 파장 : 650nm
센서이동 드라이버의 속도 : 8.85mm/s
실 험 결 과
( S-CA )
단일슬릿
이중슬릿
두 지점의 시간차이 (s) x 센서이동 드라이버의 속도 (mm/s)
실 험 결 과
결 과 분 석
실험을 통한 단일 슬릿의 간격은 비교적 이론값과 비슷하게 측정되었다.
하지만 !
이중 슬릿의 간격은 오차가 매우 크게 측정 되었다.
슬릿과 센서 사이의 거리에 따른 변화
이중슬릿 1의 슬릿간격
≒ 이중슬릿 2의 슬릿간격
슬릿과 센서 사이의 거리의 변화와 관계없이 슬릿간격 일정하게 측정
단일슬릿과 이중슬릿의 슬릿의 간격 측정
오 차 원 인
측정상의 오차
레이저와 슬릿 장치 설치 시 정교하지 못함
슬릿과 센서 사이의 간격 측정시의 오차
계산상의 오차
계산식 자체가 근사값 ( θ , tanθ )
센서이동드라이버의 속도 측정시의 오차
슬릿과 센서 사이의 거리가 멀 수 록 오차가 줄어들 것으로 생각된다.
결 론
빛의 반사와 굴절 실험을 통하여

임계각에 대해서 알아 볼 수 있었고,

빛의 간섭, 회절 실험을 통하여

빛의 파동성을 확인할 수 있었다.
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