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.

참고자료

· 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.