연세대 물리(A+) 실험 레포트9빛의간섭과회절

목차

1. 실험결과 및 분석
1) 실험1. 단일 슬릿에서의 빛의 회절
2) 실험2. 이중 슬릿에서의 빛의 간섭과 회절
3) 실험3. 회절 격자

2. 오차의 원인

3. 참고문헌

본문내용

1. 실험결과 및 분석
실험1. 단일 슬릿에서의 빛의 회절
단일 슬릿을 선택하고, 슬릿의 폭을 기록한 후, 슬릿과 조리개 사이의 거리를 측정한다. 이후 회절 무늬의 광도를 측정한 그래프를 얻어내고, 슬릿의 폭과 광원을 변경하여 동일한 실험을 반복한다.

<중 략>

③ 가변 단일 슬릿
간격이 0.02mm~0.20mm 로 변하는 가변 단일 슬릿을 사용하여 실험하였다. 슬릿의 폭을 넓은 것부터 점점 감소시키면서, 회절 무늬의 변화를 관찰하였다. 가변 단일 슬릿에서 슬릿의 처음, 중간, 끝 부분을 이용하였으므로 약 슬릿의 간격은 약 0.02mm, 0.11mm, .20mm 일 것이다.

<중 략>

- 질문
슬릿의 간격 d 가 같고 폭 a 가 다른 경우 무늬의 위치와 광도 그래프 형태의 차이는 어떠한가? 이 현상의 이유는 무엇인가?

- 토의
슬릿의 폭 a 가 같기 때문에 광도 그래프의 형태는 같다. 하지만, d 가 달라지면 이중슬릿에 의한 간섭무늬의 간격이 달라진다. 이 경우에 d 가 줄어들면 극대점의 거리가 멀어진다. 슬릿의 폭이 일정하고 간격이 변하는 가변 이중슬릿의 경우에서도 동일한 광도 그래프를 가지면서 극대점의 간격이 변하는 방식으로 변화할 것이다.

- 질문
슬릿의 폭 a 가 매우 작을 경우 무늬는 어떻게 변할 것 으로 예상되는가?

- 토의
슬릿의 폭이 매우 작을 경우 각각의 슬릿에서 회절이 잘 일어나지 못한다. 따라서 슬릿의 폭 a 가 매우 작을 경우, 이중슬릿의 간섭에 의한 극댓값이 중심에서 멀어질수록 매우 천천히 줄어들 것이다

<중 략>

2. 오차의 원인
이번 실험에서 전반적으로 오차가 적게 발생하였다. 하지만 몇 가지 원인에 의해 절대적인 오차는 발생할 수밖에 없었다.

① 실험 1, 2, 3 을 진행할 때 실험 장비를 설치한 후 슬릿과 조리개 사이의 거리나 회절격자와 스크린 사이의 거리를 직접 자로 측정하는 과정이 포함되었다. 이 때, 육안으로 측정했기 때문에 오차가 발생했을 것이다

참고 자료

Young & Freedman, University Physics (14th ed.), Pearson, 2016
35.1 Interference and Coherent Sources (p.1184~1187)
35.2 Two-Source Interference of Light (p.1188~1191)
36.2 Diffraction from a Single Slit (p.1212~1215)
36.3 Intensity in the Single-Slit Pattern (p.1215~1219)
36.4 Multiple Slits (p.1219~1221)
36.5 The Diffraction Grating (p.1221~1225)
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/209_Light_KOR.pdf