[일반물리학실험]수파투영장치를 이용한 파동 실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

실험 목적
실험 목표
파동은 떠는 물리량의 크기가 시간이 지나면서 공간상으로 진행해나가는 것을 가리킨다. 파동에는 떠는 물리량에 따라서 탄성파 (elastic wave, 떠는 양은 변형), 수면파(surface wave, 물분자의 변위), 소리 또는 초음파 (sound or ultrasound, 매질의 밀도), 전자기파 (electromagnetic wave) 등이 있다. 또, 떠는 방향에 따라서는 횡파 (transverse wave, 떠는 방향이 파동의 진행방향과 수직일 때)과 종파 (longitudinal wave, 떠는 방향이 파동의 진행방향과 평행일 때)으로 나눈다. 파동을 기술할 때는, 떨림의 형태가 반복되는 거리인 파장 (wavelength)와 시간인 주기 (period)을 사용하며 또, 동등하게는 각각의 역수에 해당하는 파수 (wave number)와 주파수 (frequency)를 사용하기도 한다. 파동의 속력은 파장과 떨기수의 곱과 같다.
파동은 진행경로의 도중에 장애물이 있으면 진행방향을 바꾼다. 대표적인 예로 반사(reflection)와 굴절(refraction)이 있다. 그러나 장애물의 크기나, 장애물에 뚫린 구멍의 크기가 파동의 파장에 가깝게 작아지면 회절(diffraction)라고 부르는 파동 특유의 현상이 나타난다. 또한, 서로 다른 경로를 거친 파동이 합치게 되면 간섭(interference)현상이 나타나는데, 간섭현상을 보이기 위해서는 겹치는 파동의 위상관계가 시간에 따라 변하지 않는 결맞는 (coherent) 파동이어야 한다. 본 실험에서는 수면파 장치를 사용하여 결맞는 파동을 발생시키고, 그 진행특성과 간섭효과를 조사한다.

실험 이론 및 원리
회절 [回折, diffraction]
입자의 진행경로에 틈이 있는 장애물이 있으면 입자는 그 틈을 지나 직선으로 진행한다. 이와 달리 파동의 경우, 틈을 지나는 직선 경로뿐 아니라 그 주변의 일정 범위까지 돌아 들어간다. 이처럼 파동이 입자로서는 도저히 갈 수 없는 영역에 휘어져 도달하는 현상이 회절이다. 물결파를 좁은 틈으로 통과시켜 보면 회절을 쉽게 관찰할 수 있다. 회절의 정도는 틈의 크기와 파장에 영향을 받는다

참고 자료

없음