일반물리학실험2 9주차 예비리포트, 빛의 반사와 굴절법칙

소개글

서강대학교 일반물리학실험2 실험9의 예비 리포트입니다. (홍성식 교수님)
빛의 반사와 굴절법칙에 관한 리포트입니다. 보고서를 작성할 때, 족보를 보고 베낀 것이 아니고, 직접 작성하였습니다. 또 실험 방법, 이론, 실험 결과 예측을 매우 자세하게 서술하였기 때문에 좋은 점수를 받았습니다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 방법
4. 실험 결과 예측

본문내용

일반물리학실험Ⅱ
실험 9. 빛의 반사와 굴절법칙
예비 REPORT
1. 목적
광선을 추적하여 두 매질의 경계면에서 발생하는 반사 및 굴절 법칙을 이해한다.
2. 이론
위 그림은 입사광선, 반사광선, 굴절광선을 나타내고 있다. 각 광선은 반사와 굴절이 일어나는 표면의 한 점에 수직인 하나의 선(수직선)에 대한 기울기로 나타낸다. 위 그림에서 입사각은 , 반사각은 , 굴절각은 이고 모두 수직선을 기준으로 측정한다. 입사광선과 수직선을 포함하는 면을 입사평면이라고 부른다.
1. 반사의 법칙
반사광선은 입사평면의 안에 놓이고 반사각은 입사각과 똑같다. 즉, =
2. 굴절의 법칙
굴절광선은 입사평면 안에 있고 굴절각 는 입사각 과 sin=sin(Snell의 법칙)의 관계가 있다. 여기서 n1과 n2는 각 매질에 대한 굴절률이다.
3. 전반사
위 그림은 밀한 매질 안에 있는 점광원 S에서 나오는 단색광이 밀한 매질과 소한 매질의 경계면으로 들어가는 모습이다. 경계면의 점 a에 수직한 광선의 일부는 반사하고 나머지는 경로의 변화 없이 공기 중으로 진행한다. 더 큰 입사각으로 진행하는 점 b부터 점e까지의 광선들도 경계면에서 반사하고 굴절한다. 그러나 입사각이 증가함에 따라 굴절각이 증가하여 점 e에서는 가 된다. 이것은 굴절광선이 경계면을 따라 진행한다는 뜻이다. 이 경우의 입사각을 임계각 라고 부른다. 점 f와 점 g처럼 입사각이 보다 큰 경우에 굴절 없이 모든 광선이 반사된다. 이런 현상을 전반사라고 한다. 를 구하기 위해 굴절의 법칙에서 설명한 sin=sin식을 이용한다. 에 를, 에 를 각각 대입하면
sin=sin이므로, =이 된다.
4. 횡적 변위 실험
위 그림과 같이 두께가 a이고, 양쪽 면이 평행한 평면인 매질 속을 빛이 통과하는 경우를 보자. 통과한 광선의 방향은 입사광선의 방향과 평행하나, 그림에서 보이듯이 횡적으로 d만큼의 변위차가 생긴다. 여기서 d는 d=이다.
- HALLIDAY&RESNICK&WALKER 일반물

참고 자료

HALLIDAY&RESNICK&WALKER 일반물리학 개정8판 제 2권 참고