빛지레를이용한물체의두께측정

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1. 실험 목적
빛지레(Optical Lever)를 이용한 얇은 판의 두께 측정하고 오차의 전파를 이해한다.
2. 실험 원리
길이의 측정에 있어서 단순한 기계적인 방법으로는 높은 정밀도를 기대하기 힘들다. 그러나 광학적인 방법을 혼용하면 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그림 3.2에 나타낸 자 달린 망원경과 그림 3.3의 빛지레를 그림 3.1과 같이 평면상에 놓는다. 거울 을 바닥에 거의 수직하게 두면 거울 을 통해 반사되는 자의 눈금 를 망원경을 통해 읽을 수 있다. 빛지레의 앞발 아래에 얇은 판을 끼우면 는 만큼 기울어 진다. 이때 관찰되는 자의 눈금 , 자 와 거울 사이의 거리 을 보다 훨씬 크게 하고 를 라 하면 이 된다. 얇은 판의 두께를 라 하고, 와 점 사이의 거리를 라 하면
, (3.1)
가 되고, 가 매우 작으므로 이고, 이다. 그러므로
, (3.2)
이 된다. 이 경우에 판의 두께 는
(3.3)
가 되어 빛지레를 이용하여 매우 얇은 판의 두께를 측정할 수 있다.
3. 실험 기구 및 장치
빛지레(그림3.2), 자 달린 망원경(그림3.3), 마이크로미터, 얇은 판, 줄자
4. 실험 방법
(1) 평면대 위에 빛지레를 놓고 약 1m 떨어진 곳에서 자 달린 망원경을 놓는다. 망원경을 통해 빛지레의 거울에 자의 눈금이 보이도록 맞춘다. (자를 연직이 되도록 세운다)
(2) 자와 거울 사이의 거리 을 줄자로 잰후 기록한다.

참고 자료

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