[물리실험] 마이크로 웨이브(Microwave) 실험 예비레포트

소개글

(1) Exp1) Introduction to the system
: 마이크로파 실험 장치를 사용하는 방법을 익히고 측정값의 의미를 이해해 보자.

(2) Exp2) Reflection
: 입사각과 반사각을 측정함으로써, 반사의 법칙을 이해해 보자.

(3) Exp3) Standing wave
: 두 파의 주파수가 같고 반대반향으로 진행하면 생기는 정상파에 대해서 이해해 보자.

목차

1. 목 적
2. 실험원리
3. 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 시 주의사항

본문내용

2. 실험원리
▸ Microwave
빛의 파동적인 현상을 잘 이해하기 위하여 본 실험에서는 빛(가시광선)보다 파장이 훨씬길어 수 cm정도의 파장을 갖고 있는 마이크로파를 이용한다. 마이크로파도 빛과 마찬가지로 전자기파의 일종이기 때문에 빛이 가지고 있는 거의 대부분의 현상을 나타내는데, 파동으로서의 여러 성질들은 가시광선의 빛인 경우 파장이 작아서 보통의 경우에는 잘 나타나지 않는 반면 마이크로파의 경우에는 파장이 적당하여 실험실에서 그 효과를 쉽게 관측할 수 있다.
일반적으로 파동은 어떤 물리량이 주기적으로 변하면서 그 변화가 공간을 따라 전파되어 나가는 것을 말한다. 그 물리량이 기체의 압력일 때는 보통 소리라고 하는 음파가 되고, 평형위치에서 수면의 변위일 때는 수면파가 된다. 그 외에도 지진파, 줄의 진동 등이 있다. 보통 파동으로 되는 물리량은 서로 공간적으로 영향을 주고 받을 수 있어 유기적으로 연결되어 있어야 하고 또한 평형상태로 되돌아 가려고 하는 탄성이 있어야 한다. 자연현상에서는 여러 가지 종류의 파동이 있고, 그 전파모양이나 진동모양이 일정하지 않다. 그러나 어느 경우든지 파동이라 함은 은 물리량이 존재하고 있는 바탕으로 볼 수 있는 매질이 전파되어 나가는 것이 아니라, 그 매질의 성질이 전파되어 나가는 것이다. 전기장과 자기장의 경우도 한쪽의 변화가 다른 것을 변화시키고, 그 때문에 다시 자기자신이 변화되어 결국에는 공간에서 파동형태로 전파되게 된다. 이를 전자기파라한다. 이 파동은 특이하게 매질을 바탕으로 하여 전파되는 것이 아니라, 공간 그 자체를 바탕으로 하여 전파된다. 진공에서의 그 속도는 잘 알고 있는 대로 30만km/sec이다. 이 파의 파장에 따라 우리는 전파(장파, 중파, 초단파, 마이크로파 등), 빛(적외선, 가시광선, 자외선 등), X-선, γ-선 등 구분하여 부르는데 각각은 발생방법이 다르다.
그러나 이 모두는 전자기파로서의 공통적인 성질을 갖고 있다. 전파로서의 마이크로파는 파장이 극히 짧아서 많은 정보를 실어보낼 수 있기 때문에 위성통신, 정보통신등의 분야에 널리 쓰인다. 뿐만 아니라 마이크로파는 금속에서 잘 반사되고, 유리, 공기, 종이등에서는 잘 투과되나 수분을 포함하는 음식물 등에서는 흡수되어 발열을 하므로 이를 이용하여 음식을 가열하는데 쓴다. 지금은 가정에서도 많이 볼 수 있는 마이크로파 오븐(전자렌지)이 바로 물에 가장 잘 흡수되는 2.45GHz의 마이크로파를 이용한 조리기구이다. 보통 마이크로파를 발생시키는데는 진공관, 마그네트론 등을 이용한다. 본 실험에서는 건 다이오드(gunn giode)라 하는 마이크로파 발진 다이오드를 써서 미약한 신호를 발진시켜 이를 이용한다.
레이저의 경우처럼 특수한 경우가 있지만 보통의 광원은 결이 잘 맞아 있지 못할 뿐더러 파장도 일정하지 못하여 간섭이 잘 일

참고 자료

없음