빛의 굴절 및 편광 실험 결과 보고서

소개글

1. 결과 및 토의

(1) 빛의 직진성
① 각도판 위의 광선은 직진하는가?
직진한다. 파동이 진행 도중 장애물을 만나거나 좁은 틈을 지날 때 뒷부분에까지 전달되는 현상을 회절이라고 하는데 빛은 파장이 매우 짧아 회절현상이 관측되기 어렵다. 따라서 빛은 직진성이 나타나게 된다.
② 슬릿으로부터 멀어짐에 따라 광선의 폭과 선명도는 어떻게 변하는가?
광원이 슬릿으로부터 점점 멀어짐에 따라서 폭은 넓어지고 선명도는 떨어진다.

(2) 반사의 법칙
① 입사각과 반사각을 정의하라.
- 입사각 : 어떤 매질 속을 진행하는 파동이 다른 매질과의 경계면에 도달했을 때 이 경계면의 법선과 이루는 각을 말한다.
- 반사각 : 파동이 서로 다른 매질의 경계면에서 반사할 때, 그 경계면에 세운 법선과 반사파의 진행방향이 이루는 각.
② 10°씩 돌려가며 입사각과 반사각을 기록한다. 각 경우의 입사면은 무엇이며, 반사광선은 입사면내에 있는가?
- 입사면이란 입사광선과 반사의 법칙으로 이루어지는 평면, 즉 입사광선과 매질의 법선을 포함하는 평면을 말한다. 실험은 같은 입사면에 입사광선을 쏘았기 때문에 반사광선 또한 입사면 내에 있게 된다.
입사각(i)10°20°30°45°반사각(r)10°20.5°30.7°45°
* 유리의 굴절율 = 1.5

(3) 빛의 반사와 굴절
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목차

1. 결과 및 토의
(1) 빛의 직진성
① 각도판 위의 광선은 직진하는가?
② 슬릿으로부터 멀어짐에 따라 광선의 폭과 선명도는 어떻게 변하는가?
(2) 반사의 법칙
① 입사각과 반사각을 정의하라.
② 10°씩 돌려가며 입사각과 반사각을 기록한다. 각 경우의 입사면은 무엇이며, 반사광선은 입사면내에 있는가?
(3) 빛의 반사와 굴절
① 굴절광선은 입사면내에 있는가?
② 각 경우의 입사면은 무엇이며, 굴절광선은 입사면내에 있는가?
1.41
1.42
1.41
1.45
(4) 빛의 전반사와 분산
① 다음의 물음에 답하라.
② 천천히 입사각을 변화시키면서 스크린에 굴절된 빛의 색을 관찰한다.
(5) 빛의 편광
① 반사광과 굴절각이 90°를 이룰 때 편광각(=빛의 입사각)은 얼마인가?
② 반사광은 완전편광 되었는가? 어떻게 알 수 있는가?
2. 참고 문헌

본문내용

① 다음의 물음에 답하라.
㉠ 원통렌즈의 어느 면에서 반사가 일어나는가?
- 렌즈의 평평한 면에서 반사가 일어난다.
㉡ 모든 입사각에 대해 반사광이 존재하는가?
- 존재하지만 흐릿해서 잘 보이지 않았으며, 입사각이 점점 커짐에 따라 더 밝아지고 선명해졌다.
㉢ 반사광선은 매질 내에서 반사의 법칙을 잘 만족하는가?
- 그렇다.
㉣ 모든 입사각에 대하여 굴절광선이 존재하는가?
- 굴절광은 임계각보다 작은 입사각에서만 존재하였고 입사각이 작아질수록 선명해 졌다.
㉤ 입사광선이 변함에 따라 반사광선과 굴절광선의 강도는 어떻게 변하는가?
- 입사각이 임계각에 가까워질수록 반사광선은 더 선명해지고 굴절광선은 점점 더 흐려진다.
㉥ 빛이 전반사가 일어나는 임계각(θc)은 얼마인가?
- 45°.
또, 이 값으로부터 원통렌즈의 굴절률 n = 1/ sinθc = √2 이 값은 위의 결과와 일치하는가?
- 실험의 굴절률도 1.41이 나왔으므로 이론적인 굴절률과 정확히 일치한다.
② 천천히 입사각을 변화시키면서 스크린에 굴절된 빛의 색을 관찰한다.
어느 각에서부터 색의 갈라짐이 보이는가?
- 빛이 갈라지기 시작하는 점은 뚜렷한 차이가 없어 개인마다 다를 수 있다. 우리는 9-10도 정도에서 시작하는 것으로 생각하였다.
어느 각도에서 색의 분산이 최대가 되는가?
- 44°
굴절된 빛에는 어떤 색들이 보이는가?
- 빛의 삼원색(빨강 파랑 초록)과 가운데 부분에는 아주 미미한 노란색이 나타났다.
(5) 빛의 편광
① 반사광과 굴절각이 90°를 이룰 때 편광각(=빛의 입사각)은 얼마인가?
- 54.5°. 반사각과 굴절각이 수직을 이룰 때 반사광은 완전편광되며, 이 때의 입사 각을 편광각이라고 한다.
② 반사광은 완전편광 되었는가? 어떻게 알 수 있는가?
- 이론적인 편광각을 계산해보면(n(굴절율) = tanθ(편광각)) 54.65°이다. 이 값은

참고 자료

없음