편광실험(브루스터, 말루스법칙)

목차

1. 목적

2. 이론
1) 편광
2) Malus‘ law
3) Brewster‘s law and Brewster‘s angle
4) 위상지연판

3. 방법
1) 편광자와 검광자의 편광축에 따른 빛의 세기 측정
2) 위상지연판(λ/2, λ/4)과 편광자의 편광각에 따른 빛의 세기 측정
3) Brewster‘s Angle 측정

4. Data 및 결과
1) 편광자와 검광자의 편광축에 따른 빛의 세기 측정
2) 위상지연판(λ/4)과 편광자의 편광각에 따른 빛의 세기 측정
3) 위상지연판(λ/2)과 편광자의 편광각에 따른 빛의 세기 측정
4) Brewster Angle 측정

5. 고찰(분석)

본문내용

진공에서와 같이 전기장과 자기장이 진행방향에 수직인 빛에 대해서 진행방향에 수직한 임의의 평면 에서 전기장의 방향이 일정한 빛을 편광이라고 한다. 이러한 빛의 경우에 전기장과 자기장도 서로 수 직이므로 전기장의 방향을 알면 자기장의 방향도 알 수 있다. 따라서 편광의 방향에 따라서 편광을 구분할 때, 전기장의 방향을 기준으로 사용한다.
Malus‘ law
한 개의 편광판을 통과한 빛의 세기는 편광판의 방향에 관계없이 입사되는 빛의 세기의 절반이다. 그 러나 편광된 빛이 두 번째 편광판을 통과하면 두 편광판의 편광축이 이루는 각도에 따라 빛의 세기 가 달라진다. 즉 두 편광판의 축이 나란하면(θ=0) 빛의 세기는 최대(Imax)가 되고, 두 편광판의 축이 수직이면(θ=90°) 빛의 세기는 0이 된다. 0°와 90°의 중간 정도의 각에서는 투과된 진폭의 비가 cosθ이고 빛의 세기는 진폭의 제곱에 비례하 므로, 1809년 말루스는 실험에 의해 두 개의 편광판을 통과한 빛의 세기는 다음과 같다는 것을 알아 내었다.

<중 략>

이번 실험은 편광자(polarizer)와 검광자(analyzer)를 이용하여 편광에 대해 알아보는 실험과 위상지연판을 통과한 빛은 어떻게 바뀌는지에 대해 알아보는 실험, Brewster각을 측정해 유리의 굴절률을 구해보는 실험을 했다. 첫 번째 실험은 Malus’ law를 이용해 편광된 빛의 세기를 예상, 측정하는 실험이었다. 흥미로운 부분은 코사인의 값이 0이되는 부분에서 이론적으로는 빛이 나오면 안되지만 실험적으로는 0이 안되는 부분이 흥미로웠다. 실험을 할 때 외부의 빛을 차단을 완전히 해야하는데 그 부분에서 오차가 생겨서 이론과 약간 어긋난 결과를 얻었다. 두 번째 실험으로 위상지연판(λ/4, λ/2)를 이용하여 빛의 세기의 변화를 측정하는 실험이었다. 빛의 세기는 편광자의 각 변화에 따라 변하는 것을 볼 수 있었다.

참고 자료

없음