[간섭이론]영의 이중슬릿실험

소개

1)실험 목적
2중슬릿 및 단일슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절현상을 관찰하고 빛의 파장을 구한다.

2)실험 이론
빛의 파동성으로 쉽게 설명할 수 있는 현상중의 하나가 간섭이다. 간섭이란 어떤 조건 하에서 광파들이 서로를 강하게 또는 약하게 만들 수 있음을 의미한다. 영의 이중슬릿 실험이 좋은 예이다. 영(Thomas Young)은 최초로 빛의 간섭을 실험한 사람이다. 영은 처음에는 두개의 바늘구멍을 사용하여 이 실험을 시도하였으나 두개의 실틈을 사용함으로서 더욱 밝고 확실한 간섭무늬를 얻을수 있었다.

목차

1)실럼목적
2)실험이론
3)실험기구
4)실험방법
5)실험자료
6)실험토의
7)참고 도서, 사이트

본문내용

1)실험 목적
2중슬릿 및 단일슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절현상을 관찰하고 빛의 파장을 구한다.

2)실험 이론
빛의 파동성으로 쉽게 설명할 수 있는 현상중의 하나가 간섭이다. 간섭이란 어떤 조건 하에서 광파들이 서로를 강하게 또는 약하게 만들 수 있음을 의미한다. 영의 이중슬릿 실험이 좋은 예이다. 영(Thomas Young)은 최초로 빛의 간섭을 실험한 사람이다. 영은 처음에는 두개의 바늘구멍을 사용하여 이 실험을 시도하였으나 두개의 실틈을 사용함으로서 더욱 밝고 확실한 간섭무늬를 얻을수 있었다.
1) 이중슬릿에 의한 간섭효과
영은 바늘구멍 S1 과 S2로부터 오는 회절파가 중복되도록 하여서 스크린 상에 간섭모양을 만들었다. 이 실험은 호이겐스가 제안했던 빛의 파동적인 성질을 확실히 보여준 것이다. 오늘날은 작은 두 개의 슬릿을 사용하는데 그 무늬는 직선 형태로 나타난다. 이중 슬릿 앞의 단일슬릿은 이중슬릿을 통과하는 두 줄기의 빛이 가간섭성을 지니도록 하기 위해서 설치되었다. 오늘날은 레이저 광선으로 실험을 하므로 단일슬릿이 필요하지 않다.

2) 각 슬릿에서의 회절 효과
① 단일슬릿
위 그래프에서 알 수 있듯이 간섭효과만 고려한다면 간섭무늬의 중심에서 멀어지더라도 보강간섭이 일어난 곳에서의 밝기는 일정해야 한다. 그러나 실제 실험결과는 중심에서 멀어질수록 밝기가 어두워지는데, 이는 각각의 슬릿에서 회절이 일어나기 때문이다.

3)실험 기구
․ 광학대
․ 광학용 10종 슬릿
․ 스크린
․ 볼록렌즈
․ 지지대
․ 광원장치(Laser)

4)실험 방법
① 광학대 위에 광원, 슬릿, 및 스크린을 위 그림 같이 배열한다.
② 광원과 2중슬릿 사이에 단일 슬릿을 두거나, 렌즈를 이용하여 2중슬릿에 평행광선이 입사되도록 한다. (레이저를 사용할 경우에는 레이저 자체에서 평행광선이 방출되기 때문에 이과정이 필요없다.)
③ 10종 슬릿중 하나의 2중슬릿을 선택하고(D,E,F), 그 부분으로 레이저 빛이 입사되도록 맞춘다. (정확히 맞추게 되면 스크린에 밝고 어두운 무늬가 반복적으로 보인다.)
④ 2중 슬릿과 스크린 사이의 거리 D를 측정한다.
⑤ 스크린상의 가장 밝은 간섭무늬의 중심으로부터 n번째 밝은 무늬의 중심까지의 거리(y)를 측정한다.
⑥ 다음 식으로부터 사용한 광원의 파장을 구하라.

참고자료

· ·Optics Hecht 장 수 외 공역 도서출판 대웅
· ·광학 김두철 ․ 유영훈 편저 제주대학교 출판부
· ·응용과학 장수 ․ 조재흥 외 공역 두양사
· ·기초광학 윤재선 저 두양사
· ·일반물리학 실험 청문각
· ·현대 광학 서울대학교 광학연구회
· ·http://www.kangwon.ac.kr/%7Esericc/sci_lab/physics/young_slit_1/young_slit_1.html
· ·http://ellipse.kyunghee.ac.kr/young.hwp
· ·http://syphysics.com/zboard/zboard.php?id=study&page=1&sn1=&divpage=1&sn=o ff&ss=on&sc=on&select_arrange=headnum&desc=asc&no=7
· ·http://tftlcd.khu.ac.kr/~gscho/modify/young.PDF
· ·http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/modexp/Mdiff/main.htm
· ·http://user.chollian.net/~ahnsi/w/w9.html