회절격자 분광기에 의한 빛의 파장 측정 (물리실험)

소개글

예비+결과 레포트 입니다. 전자기학 및 광학 실험시간에 분광기에 의한 빛의 파장을 측정하였습니다.

목차

1. 실험목적
2. 기초원리
3. 실험소요도구
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 질문
7. 실험후기

본문내용

1. 실험목적
격자(grating)에 의한 광분산(光分散)의 원리를 이해하고, 이를 이용한 회절격자 분광기로 미지 광원이 내는 빛의 파장을 측정한다.

2. 기초원리
백열등, 기체방전관 등에서 나오는 빛이 프리즘이나 회절격자(diffraction grating)를 통과하면, 이 빛은 각 파장별로 분산(dispersion) 되어 스펙트럼을 나타낸다. 그림 41.1과 같이 회절격자 G에 수직으로 입사하면 이 빛은 격자의 슬릿(slit)에서 회절된다. 회절격자 G에 있어 인접된 격자사이의 간격을 d라 하고, 파장이 인 입사광이 각도만큼 회절하였다고 할 때,
(41.1)
식을 만족한다면 그 방향으로 회절된 빛은 보강간섭을 하게 되어 밝은 빛이 나타난다. 파장이 다른 빛은 식(41.1)에 의하여 회절각이 다른 지점에 밝은 상을 형성하므로, 입사광은 파장별로 분산되어 스펙트럼 무늬를 이룬다. 따라서 회절각 를 측정하면 d와 사이의 관계를 알 수 있으며, 여기에 d를 이미 알고 있다면 빛의 파장을 구할 수 있다.

4. 실험방법

① 방전관 지지대에 방전관을 연결한다.
② 감전의 위험 또는 실험 후 방전관을 교환할 때에 화상의 위험이 있으니 장갑을 꼭 착용 한다. 후에 고전압장치의 전원을 연결한다.
③ 스위치를 켜고 실험에 알맞은 세기의 빛을 조절한다.
④ 회절격자 분광기에 회절격자를 끼우고 회절격자 분광기 슬릿 앞에 방전관을 맞춘다.
⑤ 반대쪽 렌즈를 통해 회절된 빛을 관측한다.
⑥ 렌즈를 통해 스펙트럼을 확인하고 분광기 내에 눈금자로부터 스펙트럼의 특정 파장의 위 치를 측정한다.
⑦ 완전히 밀폐된 상태로 분광기 렌즈를 통해 관측하면 주위는 온통 검고 빛 이외는 보이지 않는다. 눈금이 잘 보이지 않으면 분광기 윗덮개를 조금 열어서 측정하거나 분광기 옆 에 창을 열어서 확인한다.
⑧ 다른 기체 방전관에 대하여 실험을 반복한다.

참고 자료

대구대학교 사범대학 과학교육학부(물리교육전공)
전자기학 및 광학실험 소책자 참고