[일반물리학실험] 2전반사 및 초점거리 실험

소개글

물리학 및 실험 2 좋은 성적을 받은 실험보고서 입니다.

목차

없음

본문내용

1. 실험제목
전반사 및 초점거리 실험

2. 실험목적
A. 전반사 실험
거울에 의한 반사에서 입사각과 반사각을 측정하여 반사의 법칙을 이해하고 빛의 굴절실 험을 통해 굴절의 법칙을 확인하고 굴절률을 측정한다.

B. 초점거리 실험
렌즈의 초점거리를 결정하고 렌즈에 의한 상의 배울을 측정한다.

3. 실험이론
A. 전반사 실험
진행파가 진행 중인 매질과는 다른 매질 또는 불연속적인 변화가 있는 경계면에 부딪쳐 방향이 바뀌어 원래의 매질 속의 새로운 방향으로 진행하는 현상을 반사라 한다. 경계면이 평탄하면 경계면과 수직인 법선과 입사광선이 이루는 각, 즉 입사각과 경계면의 법선과 반사광선이 이루는 각, 즉 반사각은 동일하게 되는데, 이러한 반사를 ‘정반사’라 한다. 반면에 경계면의 요철이 파장과 같거나 크게 되면 반사파는 여러 방향으로 진행하게 되는데, 이러한 반사를 ‘난반사’ 또는 ‘확산반사’ 라고 한다. 파동이 경계면에서 종류가 다른 매질로 진행하면 보통 반사파와 투과파를 수반한다. 투과 없이 전체가 반사되는 경우를 전반사 또는 완전반사라고 한다. 전반사는 파동이 굴절률이 높은 매질에서 낮은 매질로 입사될 때 일어나는 현상이다. 파동에 의해 경계면에서 일어나는 반사에는 다음과 같은 법칙이 성립한다. 즉 입사광선과 반사광선은 경계면의 법선과 같은 평면 안에 있게 되고 입사각과 반사각은 같다. 이것을 반사의 법칙이라 부른다. 입사각을 , 반사각을 이라 하면 반사의 법칙은 다음과 같이 표현된다.

=

진행파가 평탄한 경계면을 넘어서 원래의 매질과는 다른 매질 속으로 들어갈 때나 동일 매질이라도 온도차 등에 의해서 파동의 속도가 변하여 진행방향이 달라지는 현상을 굴절이라 한다. 이러한 굴절에서의 중요한 점을 각 매질에서 파동의 파장은 변하더라도 진동수는 다른 매질에서도 변하지 않는 다는 것이다. 이러한 파동의 성질을 이용하면 경계면에서의 굴절에 관해서 일정한 법칙이 도출되는데, 이것을 굴절의 법칙 또는 스넬의 법칙이라고 한다.
입사각을 , 굴절각을 라 하고 , 입사되는 매질의 굴절률은 , 투과되는 매질의 굴절률을 라 하면 굴절에 관한 스넬의 법칙은 다음과 같이 표현된다.

참고 자료

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