회절격자에 의한 빛의 파장측정

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 장비
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.결과에 대한 논의
8.결론
9.참고문헌

본문내용

실험 목적
빛이 회절격자에 입사하면 파장에 따라 회절되는 각이 다르게 나타나는데 그 회절된 각을 측정하고, 그 각이 무엇을 의미하는지를 알아본다. 그런 후 여러 가지 기체들의 발광스펙트럼을 측정하여 peak 스펙트럼의 파장을 구하여 본다.

실험 원리
회절 격자
회절 구멍이나 장애물이 주기적으로 배열되어, 출사파의 위상이나, 진폭, 또는 위상과 진폭 모두에게 주기적인 변화를 주는 장치를 회절격자(diffraction grating)라 한다. 이중에서 다중 슬릿 배열은 가장 간단한 것에 속하며, 대략 1785년 미국 천문학자인 리텐하우스에 의해 고안된 것 같다. 몇 년 후 프라운호퍼는 이 원리를 독립적으로 재발견했으며, 계속해서 격자에 대한 이론과 기술에 중요한 공헌을 많이 남겼다. 처음의 장치들은 실제로 다중슬릿이었으며, 두 개의 평행한 나사들 사이에 가는 철사나 실을 길게 연결하고, 이를 여러번 반복하여 격자로 사용하였다. 이 같은 장치를 통과한 파면은 불투명한 부분과 투명한 부분이 교대로 반복되는 배열에 의하여 진폭변조를 받는다. 그러므로, 다중슬릿 배열을 투과진폭격자라 한다. 보다 일반적인 투과 격자는 편평하고 유리판의 표면에 나란하게 줄을 긁거나 파서 만든다. 각 줄은 산란광원 역학을 하고, 전체적으로는 서로 평행하고 규칙적인 선광원의 배열을 구성한다. 진폭변조가 거의 없이 빛을 완전히 투과하나, 광학적인 두께가 규칙적으로 변화된 격자는 위상변조를 일으키며, 이를 투과위상격자라 한다.
호이겐스-프레넬 원리에 따라 격자 표면에서 서로 다른 위상으로 복사하는 작은파원들을 상상해 보자. 이 경우에는 진폭 대신에 파면의 모양이 주기적으로 변하게 되며, 이는 구성된 평면파들의 각도 분포와 동등하다. 이러한 격자에서 빛이 반사하게 되면, 격자 표면의 주기적인 형태에 의하여 산란된 빛은 명확한 위상관계를 가지고 점 P에 도달한다. 반사에 의하여 형성된 회절무늬는 투과에 의한 것과 매우 유사하다. 이러한 기능을 갖도록 특별하게 설계된 격자를 반사위상격자라 한다.

참고 자료

부산대 물리학과 실험 매뉴얼
최신광학개론(Optics) 3rd Edition / Frank L. Pedrotti
디테기 CE의 블로그 세상 : http://blog.teamce.kr/220652862655
수소의 방출 스펙트럼 : http://blog.naver.com/icesherbet/140190861346
격자상수 : http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=785506&cid=42431&categoryId=42431