[물리학 및 실험] 빛의 반사와 굴절, 렌즈의 초점거리 측정(예비, 결과)

소개글

빛의 반사와 굴절, 렌즈의 초점거리 실험보고서로 A++수준의 보고서입니다.
실험기구의 사진 또한 모두 첨부되어 있으니, 종합적으로 큰 도움되실 거라 생각합니다.
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목차

1. 실험목표
2. 실험원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 결과해석 및 토의
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목표
2-빛의 성질인 직진성과 반사의 법칙을 이해하고 굴절현상을 설명할 수 있다.
3-오목렌즈와 볼록렌즈의 초점거리를 결정하고 볼록렌즈에 의한 상의 배율을 측정한다.

2. 실험원리
1) 빛의 직진성과 반사의 법칙
빛은 그 진행경로를 방해하는 조건이 없는 한 직진하다. 따라서 어느 두 지점 사이에서 빛의 경로는 두 지점의 최단경로인 직선이다. 이것은 빛이 측정용으로 쓰이는 가장 큰 이유일 것이다. 이러한 특징은 반사에서도 같은 양상을 보인다.
규칙적인 반사는 거울과 같은 평면에 입사디ᅟᅩᆯ 때 일어나고, 반사 후의 빛의 방향은 입사광선의 방향에 의하여 결정된다. 하나의 광선이 반사 후 진행하는 방향은 다음과 같은 반사의 법칙에 의해 결정된다.

“규칙반사가 일어날 때”
가. 입사각과 반사각은 입사면의 법선에 대하여 그 크기가 같고,
나. 반사광선가 입사광선과 법선은 같은 평면에 있다.

여기서 평면이란 입사광선과 거울의 법선으로 이루어지는 평면을 말한다. 반사의 법칙의 페르마의 원리에 의해 설명디ㅗ는데ㅡ 페르마의 원리란 빛의 경로가 ‘최단시가늬 경로’로 결정된다는 것이다.
2) 빛의 굴저로가 전반사
빛이 굴절률이 서로 다른 두 매질의 경계면을 통과할 때 직진하기 않고 ᄁᅠᆩ여지는 현상을 굴절이라 한다. 빛으 ㅣ굴절 역시 페르마의 원리에 의해 설명된다. 굴절률이 상이한 물질 내를 통과하는 빛은 그렇지 않은 경우와 같은 시간에 같은 진동수를 가지기 위해 꺾여지게 된다. 굴절 후의 광선의 방향은 스넬의 법칙이라고 하는 굴절의 법칙에 의하여 결정된다. 이 법칙은 입사갈의 사인값과 굴절각의 사인값의 비는 주어진 파장의 빛에 대하여 주어진 두 매질의 굴절률의 비와 같다는 것이다. 또한 입사광선과 굴절광선 및 법선은 같은 평면에 있다는 것이다. 사인 법칙의 수학적인 표현은 다음과 같다.

참고 자료

John W.Jewett, Jr., Raymond A. Serway, 대학물리학Ⅱ, 북스힐, 2015,
김경현ㆍ김기식 외 17명, 대학물리학 제3판 , 청문사, 2012,
건국대학교 물리학과ㆍ나노과학기술전공, 일반물리학실험, 북스힐, p259~266
http://phylab.yonsei.ac.kr/ : 연세대학교 일반물리학 실험실