부산대학교 일반물리학실험2 슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절 | 만점 자료

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고 문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적

단일 슬릿과 이중 슬릿에 의한 레이저광의 회절 및 간섭무늬를 관측한다. 이로부터 슬릿의 간격과 폭을 측정하고 빛의 성질인 간섭과 회절을 이해한다.

2. 실험원리

(1) 레이저 광
레이저광은 빛의 강도와 가간섭성(결맞음)이 크고 단색성과 평행성이 좋으므로 빛의 간섭 및 회절(에돌이)의 실험에 적합하다. 가시광을 발생시키는 레이저로 실험실에서 가장 많이 사용되는 것은 He-Ne 레이저(파장 632.8 nm)이며, 출력이 큰 레이저로는 Ar-Ion 레이저(파장 476.5 nm, 488.0 nm, 514.5 nm)가 많이 사용된다. 이 실험에는 다이오드 레이저를 사용한다.

(2) 간섭
2개 이상의 파동(빛)이 같은 시각과 같은 공간에 만날 때 간섭이 일어난다. 그림 31-1에서 보인 것처럼 슬릿 사이의 간격이 인 이중 슬릿에 레이저광을 수직으로 비추면 슬릿 과 에서 나오는 두 광선이 이중 슬릿으로부터 만큼 떨어져 위치한 스크린 위의 점에서 중첩이 된다. 가 작다고 본다면 빛의 광로차 는 로 주어진다. 위의 식에 의하면 광로차 가 파장 의 정수 배 혹은 반정수 배가 될 때 두 광선은 보강 혹은 소멸 간섭을 하게 되어의 조건에 따라 간섭무늬가 나타난다. 따라서 스크린 위의 가장 밝은 부분(n=0)과 번째 밝은 무늬 사이의 거리를 라고 하면 각 가 작을 때는 작은 각 근사법을 적용하면 이고 이므로 로 나타낼 수 있다. 그러므로 와 ~를 측정함으로써 슬릿 간격 를 구할 수 있다.

(3) 단일 슬릿에 의한 회절
회절은 파동이 장애물에 의해 변형이 되는 파동의 특징적 현상이다. 이런 현상은 장애물 혹은 슬릿의 크기가 파의 파장에 가까워질수록 더욱 뚜렷이 나타나게 된다. 그림 31-2에서 보인 것처럼 폭이 인 슬릿에 레이저광을 수직으로 비추면 거리 만큼 떨어져 있는 스크린 위에 회절무늬가 생긴다.

참고 자료

일반물리학실험 5판(청문각)
부산대학교 일반물리학실험실 홈페이지
https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/44349/subview.do
대학 물리학 4판 (Randall D. Knight) 청문각