[부산대 광학실험] 마이켈슨 간섭계 A+

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 장치

4. 실험 방법

5. 측정값

6. 실험 결과

7. 결과에 대한 논의
1) 질문 및 토의
2) 결 과

8. 결 론

본문내용

1. 실험 목적

Michelson Interferometer의 원리를 이해하고, 이를 이용하여 여러 가지 광원으로부터 나오는 빛으로 간섭무늬를 만들어 본다. 특히 간섭무늬가 보이는 광경로차로부터 광원의 결맞음성(coherence)을 측정하고, 광원의 선폭과 비교해 본다.

2. 실험 이론

Michelson Interferometer는 빛의 파장의 정밀한 측정을 비롯하여 얇은 막의 두께나 광원의 스펙트럼 측정, 고분해능 분광계 등에 널리 응용되는 장치다. Michelson은 이 간섭계를 사용하여 카드뮴이 내는 적색광(파장: 643.84696nm)의 파장과 미터원기의 길이를 비교하였다. 그는 빛의 매질로서 에테르의 존재를 실증하려 했으나 부정적인 결과를 얻었다. 결과적으로 Michelson과 Morley의 이 실험은 아인슈타인의 특수상대성이론을 지지하는 검증이 되었다.

원래 Michelson Interferometer는 Na-lamp 등 단색광원을 사용했지만, 이 실험에서는 우선 편의상 레이저빔을 렌즈에 통과시켜 구면파로 퍼뜨려 이상적인 점광원으로 활용하여 실험한다.
(그림 1)은 Michelson Interferometer의 설치 도식이다. 레이저에서 쏘아진 빛은 볼록렌즈에 의해 약간 퍼지는 구면파로 된 다음 Beam Splitter (이하 BS)를 지나며 50%는 바로 투과하고, 50%는 반사하는 경로를 따른다. BS는 입사하는 빛 에너지의 절반을 반사하고, 절반은 투과시킨다. 이때 반사된 빛(하단으로)은 거울 M2에서 다시 반사되어 BS를 지나 최종적으로 screen에 도달한다. 한편 투과된 빛(우측으로)은 M1에서 반사된 후 BS의 반사에 의해 screen에 이른다. Screen 상의 임의의 점에서 이 두 빛이 합성되면 두 광경로가 일치할 경우 두 빛의 파동의 위상 관계에 따라 보강/상쇄 원형 간섭무늬가 나타난다.
외부의 영향이 없을 때 임의의 점에서의 경로차는 일정하고, 따라서 간섭무늬 또한 일정하게 유지된다.

참고자료

· 없음