일반물리학 슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절 A 보고서

소개글

"일반물리학 슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절 A 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
(1) 레이저광
(2) 간섭
(3) 단일 슬릿에 의한 회절
(4) 이중 슬릿(동일한 두 개의 평행한 슬릿)에 의한 회절

3. 실험 기구 및 재료

4. 실험 방법

5. 측정값

6. 실험 결과

7. 결과에 대한 논의

8. 결론

9. 참고문헌 및 출처

본문내용

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

2. 실험 원리
(1) 레이저광
레이저광은 빛의 강도와 가간섭성이 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-Iron 레이저(파장 476.5nm, 488.0nm, 514.5nm)가 많이 사용된다. 이 실험에는 다이오드 레이저(파장 650nm)를 사용한다.

(2) 간섭
2개 이상의 파동이 같은 시각과 같은 공간에 만날 때 간섭이 일어난다. 그림 1에서 보인 것처럼 슬릿 사이의 간격이 인 이중 슬릿에 레이저광을 수직으로 비추면 슬릿 과에서 나오는 두 광선이 이중 슬릿으로부터 만큼 떨어져 위치한 스크린 위의 점에서 중첩이 된다. 가 작다고 보면 두 빛의 광로차 △(=r₁ - r₂)는
△≃dsinθ (1)
로 주어진다. 위의 식 (1)에 의하면 광로차 △가 파장 λ의 정수 배 혹은 반정수 배가 될 때 두 광선은 보강 혹은 소멸 간섭을 하게 되어
dsinθ = nλ, n=0, ±1, ±2, … (밝은 무늬-보강 간섭)
dsinθ = (n+1/2)λ, n=0, ±1, ±2, … (어두운 무늬-소멸 간섭)
의 조건에 따라 간섭무늬가 나타난다.
따라서 스크린 위의 가장 밝은 부분(n=0)과 n번째 밝은 무늬 사이의 거리를 x라고 하면 각 θ가 작을 때는 sinθ≃tanθ이고 tanθ = x/D이므로
d = (D/x)nλ
로 나타낼 수 있다. 그러므로 D와 x를 측정함으로써 슬릿 간의 간격 d를 구할 수 있다.

참고 자료

일반물리학실험, 개정판, 5판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2019년