[부산대 일반물리학실험2] 스넬의 법칙 결과보고서

소개글

실험보고서도 각 학교, 조교마다 요구하는 형식이 있습니다.
위의 보고서들은 부산대학교 물리학과(조교 홈페이지참조)에서 요구하는 형식과 가산점요소들을
완벽하게 지킨 보고서로써 2013학년도 실험1, 2 모두 압도적인 성적으로 A+를 받았습니다.
결과값 도출법, 논의 등은 모든 학교 학부생들이 참고 하셔도 좋습니다.
(일반물리학실험2는 예비보고서와 결과보고서가 합쳐진 형식입니다.)

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
백색광과 사각 프리즘을 사용하여 빛의 굴절에 대한 스넬의 법칙을 이해한다. 나란한 광선을 얇은 볼록렌즈와 오목렌즈에 입사시켜 광선의 진행경로를 관찰 한다. 이로써 볼록렌즈와 오목렌즈의 차이점을 배운다.

2. 실험원리
*굴절률 : 기준 매질A에서의 파동의 속도를 매질B 속을 지나는 파동의 속도로 나눈 값을 매질A에 대한 매질B의 굴절률이라고 한다. 서로 다른 매질의 경계면을 통과하는 파동이 굴절되는 정도를 나타내므로 굴절률이라고 부른다.

*전반사 : 빛이 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 진행할 때 입사각이 임계각보다 클 경우 경계면에서 전부 반사(100% 반사)되는 현상이다.

스넬의 법칙
투명한 매질 1에서 매질 2로 빛이 진행을 할 때 빛은 굴절이 되며 굴절이 되는 각도는 스넬의 법칙의 따른다. 스넬의 법칙은 입사각이 , 굴절각이 , 그리고 각각의 매질에서의 굴절률을 , 라고 할 때
(1)
로서 굴절각은 입사각과 물질의 굴절률에 따른다는 것을 나타낸다. 빛의 굴절률은 빝의 진동수에 따라 달라지므로 주어진 각으로 물질에 입사하는 백색광은 구성 성분의 진동수에 따라 다른 색으로 분리되어 제각이 다른 각도로 굽어진다.

그림 2와 같이 굴절률이 큰 물질에서 작은 물질로 빛이 진행하면 입사각보다 더 큰 각도로 굴절이 되고 특정 입사각에서는 굴절각이 가 되는 현상이 발생한다. 이 특정 입사각을 임계각이라고 하고 입사각이 임계각보다 크면 굴절된 빛은 없고 완전 내부 반사가 일어난다. 만일 그림 3과 같이 입사각이 정확히 임계각과 같아서 굴절각이 가 되면 스넬의 법칙은 다음과 같다.

참고 자료

부산대학교 물리학교재편찬위원회, 『일반물리학실험』, 청문각
김경식 외 13명, 『일반물리학 실험』, 북스힐
부산대학교 일반물리학 실험실, http://gplab.phys.pusan.ac.kr
Halliday, Resnick, Jearl Walker 원저, 『일반물리학』, WILEY