물실보고서 - 슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절

목차

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

본문내용

1. 실험목적

단일 슬릿과 이중 슬릿에 의한 레이저광의 회절 및 간섭무늬를 관측한다. 이로부터 슬릿의 간격과 폭을 측정하고 빛의 성질인 간섭과 회절을 이해한다.

2. 실험원리

(1) 레이저 광
레이저(LASER) 광은 빛의 강도와 가간섭성(결맞음)이 크고 단색성과 평행성이 좋으므로 빛의 간섭 및 회절의 실험에 적합하다. 가시광을 발생시키는 레이저로 실험실에서 가장 많이 사용되는 것은 He-Ne 레이저(파장 632.8nm)이며, 출력이 큰 레이저로는 Ar-Ion 레이저(파장 476.nm, 488.0nm, 514nm)가 많이 사용된다.
이 실험에는 다이오드(Diode) 레이저(파장 670nm)를 사용한다.

(2) 간섭
2개 이상의 파동(빛)이 같은 시작과 같은 공간에서 만날 때 간섭이 일어난다.
슬릿 사이 간격이 인 이중 슬릿에 레이저 광을 수직하게 비추면 슬릿 과 에서 나오는 두 광선이 이중 슬릿으로부터 만큼 떨어져 위치한 스크린 위의 점에서 중첩이 된다.

<중략>

3. 실험기구 및 재료

광학대, 레이저, 단일 슬릿, 이중 슬릿, 줄자, 종이

4. 실험방법

① 광학대 위에 레이저, 슬릿, 스크린을 장치한다.
② 슬릿과 스크린의 간격 를 가능한 길게 하고 길이를 측정한다.

(1) 단일 슬릿
① 단일 슬릿에 레이저광이 지나도록 슬릿을 조정하여 스크린에 회절무늬가 나타나도록 한다.
② 스크린에 흰 종이(또는 모눈종이)를 부착한다.
③ 어두운 무늬가 나타나는 점을 스크린 위의 종이에 표시한다.

<중략>

8. 결론

이번 실험에서는 단일 슬릿과 이중 슬릿에서 밝은 간섭무늬와 어두운 회절무늬가 나타나는 각각의 거리와 슬릿과 스크린 사이의 거리를 이용하여 슬릿 간격과 슬릿 폭을 구할 수 있었다.
단일 슬릿은 폭 =0.04mm를 사용하였고, 이중 슬릿은 간격 =0.25mm, 폭 =0.04mm를 사용하였다.
실험을 통해 구한 값은 실제값보다 전체적으로 작았고 상대오차는 18~43% 내외로 나타났는데 이는 레이저광이 슬릿을 지날 때 수직으로 지나지 않고 굴절이 되었다는 것을 의미한다.

참고 자료

일반물리학실험, 제3판, 제31장, p.287~292, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2014년