Michelson_Interferometer를이용한기체의굴절률측정
- 최초 등록일
- 2011.01.11
- 최종 저작일
- 1997.01
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소개글
물리학 실험 A+ 보고서
목차
없음
본문내용
Michelson Interferometer를 이용한
기체의 굴절률 측정
1. 실험목적
① 마이컬슨 간섭계(Michelson Interferometer)의 원리를 이해한다.
② 마이컬슨 간섭계를 이용하여 기체(공기와 이산화탄소)의 굴절률을 측정해 본다.
③ 압력에 대해 굴절률이 선형적으로 변하는 것을 확인한다.
2. 측정
① 공기의 굴절률 측정 : 마이컬슨 간섭계에서 둘 중 하나의 광선 경로에 압력조절 가능한 큐벳을 삽입한 후, 압력에 따른 간섭무늬를 관찰한다. 중앙에 극소무늬가 생길 때의 압력을 측정하여 굴절률을 계산한다.
② 이산화탄소의 굴절률 측정 : 공기로 가득 차 있는 큐벳에 이산화탄소를 천천히 주입할 때 생기는 간섭무늬 변화를 관찰한다. 변화 회수를 측정하여 이산화탄소의 굴절률을 계산한다.
중략-
..기체 간섭계 : 기체 속에 두 개의 광선을 통과시켜 간섭을 일으킨 뒤 간섭무늬를 통해 기체의 굴절률, 온도변화 등을 측정하는 기기를 말한다. 공기 속에 미량으로 섞여있는 물질도 검출가능하다. 마이컬슨간섭계, 레일리간섭계, 자망간섭계, 층밀리기간섭계 등이 있다.
7. 결론
Michelson Interferometer를 이용해 기체의 굴절률을 구해보았다. 수식을 통해 Clausius-Mossotti Equation을 유도하여, 이상기체상태방정식을 적용하여 압력과 굴절률의 관계가 linear함을 알 수 있었다. 이론적으로 구한 n-P 식에 대기압 수치를 대입하여 공기의 굴절률을 계산해낼 수 있었는데, 약 1.00027 이다. 그리고 큐벳 안이 공기에서 이산화탄소로 채워질 때 굴절률 변화량을 계산함으로써, 이산화탄소의 굴절률이 1.00041임을 알 수 있었다. 이산화탄소의 굴절률이 더 큰 것으로 보아 공기보다 더 밀한 매질임을 알 수 있고, 이는 이산화탄소 분자가 크기 때문이다.
참고 자료
[1] Michelson interferometer를 이용한 기체의 굴절률 측정.hwp
[2] http://physica.gsnu.ac.kr/
[3] Arthur Beiser, 현대물리학, 교보문고 출판부
[4] Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics, 3rd. ed. Pearson
[5] Edward M. Purcell, Electricity and Magnetism, 2nd. ed. McGraw-Hill
[6] Halliday, Resnick, Walker, Fundamentals of Physics 2, 4th. ed. Wiley