[일반물리실험2] A+ 빛의 회절 및 간섭 실험 (결과레포트)

목차

1. 실험 목적
2. 데이터 정리
3. 결과 분석
4. 질문
5. 토의 (실험 검토 및 오차 분석)

본문내용

질문

1. 레이저의 특징을 4가지로 요약하면 단색성, 지향성, 간섭성, 고출력으로 요약할 수 있다. 실제로 영(Young)의 이중슬릿 실험을 할 때는 백색광원을 사용하였고 우리가 한 실험과 달리 슬릿을 2 개를 사용하였다. (백색광원-단일슬릿-이중슬릿-스크린 과 같은 순이었다.) 이점에 유의해서 위의 4가지 특징 중 이번 실험과 관계가 깊은 특징이 무엇이지 생각해보자.

본 실험은 빛의 파동성인 회절과 간섭현상을 이해하기 위해 진행되었으며, 실험에서 구하는 부분 역시 보강 간섭과 상쇄 간섭이다. 따라서 레이저의 4가지 특징 중 간섭성이 이번 실험과 관계가 깊다고 말할 수 있다.

2. 단일슬릿 실험에서 슬릿 폭이 좁을수록 또는 슬릿과 스크린 사이의 거리가 좁을수록 회절 무늬는 어떻게 나타나는가?

이론과 동일하게 슬릿의 폭이 좁을수록 또는 슬릿과 스크린 사이의 거리가 좁을수록 회절무늬는 크게 나타난다.

3. 이중슬릿 실험에서 슬릿의 폭 b과 슬릿간의 간격 d이 각각 정수배와 반정수배일 경우 무늬는 어떻게 나타나는가?

밝은 무늬인 경우 파장의 정수배이며 보강간섭이 발생한다. 어두운 무늬는 파장의 반정수배이며 상쇄간섭이 일어난다.

결과분석
* Young의 이중슬릿 간섭실험
<그림 A>는 Young의 실험 배치도이다. 멀리 떨어진 단색 광원으로부터 빛이 스크린 A의 슬릿 S_0에 입사한다. 슬릿을 통과한 빛은 퍼져나가서 스크린 B의 S_1과 S_2에 도달한다. 두 슬릿에서 회절된 빛은 스크린 B에서 구면파를 만들어 두 슬릿에서 나오는 파동들이 서로 간섭한다. 한편 최대 간섭이 일어난 지점들에서는 밝은 간섭무늬가 만들어진다. 밝은 간섭무늬(극대점)들 사이에는 완전 소멸 간섭으로 생기는 어두운 간섭무늬(극소점)가 있다.
이러한 간섭무늬의 위치는 <그림 B>에 의해 확인될 수 있다. 단색광이 스크린 B의 슬릿 S_1과 S_2를 통과하며 회절되어 스크린 C에 간섭무늬를 만든다.

참고 자료

데이비드 할리데이, 일반물리학 2, 텍스트북스, 11판, 2021년, 439~441p
일반물리학실험2 10주차 매뉴얼, 서강대학교 물리학과