물리실험 - Rutherford Scattering 레포트

목차

1. INTRODUCTION
2. THEORY
3. EXPERIMENT
4. RESULT AND ANALYSIS
5. CONCLUSION
6. REFERENCE

본문내용

본 실험의 목적은 1/4 파장판과 편광판을 투과한 편광을 관측하고 빛의 세기를 측정하여 편광의 형태를 알아보는 것이다. 실험에서는 1/4 파장판과 두 개의 편광판을 사용했는데 1/4 파장판은 광축에 평행한 이상광선에 1/4 파장 만큼의 위상차를 일으키고, 첫 번째 편광판은 비편광된 빛을 선형 편광으로 만들 어주는 편광기의 역할을, 두 번째 편광판은 1/4 파장판을 지나 무작위로 진동하는 편광을 한 방향으로 진동하도록 하는 분광기의 역할을 하여 광도계에서 빛의 세기를 측정할 수 있게 된다. 필자는 우선 1/4 파장판과 편광판을 투과한 빛의 세기를 편광기과 광축 사이의 각도 φ, 편광기과 분광기 사이의 각도 α에 대해 유도하였다. 실험에서는 1/4 파장판이 없을 때, 한 개 있을 때, 두 개 있을 때 각 경우에 대해 α를 -90◦ ∼ 90◦ 에서 10◦ 씩 바꿔 가며 빛의 세기를 측정하였고, 그래프를 통해 이론식을 실험적으로 입증하였다

<중 략>

FIG. 6. 1/4 파장판이 한 개일 때 편광기와 분광기의 각도 α에 대 한 빛의 세기 I의 그래프이다. 편광기와 광축의 각도 φ를 φ = 0◦ , 30◦ , 45◦ , 60◦ 로 바꿔 가며 α에 대한 빛의 세기 I를 측정하였다.
FIG. 7. 1/4 파장판이 두 개일 때 편광기와 분광기의 각도 α에 대 한 빛의 세기 I의 그래프이다. 편광기와 광축의 각도 φ를 φ = 0◦ , 30◦ , 45◦ 로 바꿔 가며 α에 대한 빛의 세기 I를 측정하였다.
30◦ , 45◦ 로 바꿔 가며 측정하였는데 마찬가지로 Eq. (7)의 In=2 에 각각의 φ값을 대입해 주면 φ = 0◦ 일 때 I ∝ cos2 α, φ = 30◦ 일 때 I ∝ cos2 (60◦ − α), φ = 45◦ 일 때 I ∝ sin2 α 가 나와야 함을 알 수 있다. Figure 7을 각각의 이론값과 비교해 보면 φ = 0◦ 일 때는 cos2 α에 비례하고, φ = 30◦ 일 때는 cos2 α 함수를 +60◦ 만큼 평행이동 한 꼴이며, φ = 45◦ 일 때는 sim2 α에 비례하여 모두 이론과 일치함을 확인하였 다. 마찬가지로 φ = 0◦ 의 경우에는 직선 편광, φ = 30◦ , 45◦ 의 경우에는 타원 편광이 형성됨을 확인하였다.

참고 자료

Halliday., Resnick, Fundamentals of Physics (Wiley 2004),7th Ed.
Wolfson, Richard, Essential University Physics (Pearson2013), 2nd Ed.
Eugene Hecht, Optics (Pearson 2013), 4th Ed.
Max born, Emil Wolf, Principles of Optics (CambridgeUniversity Press 1999), 7th Ed.