유리판의 굴절률 측정

소개글

"유리판의 굴절률 측정"에 대한 내용입니다.

목차

I. 소개
II. 서론
III. 이론적 배경
IV.실험 방법
V. 실험 결과
VI. 오차분석
VII. 결론

본문내용

전자기파의 파동성을 이해하고, 실험 목적에 맞게 마이켈슨 간섭계를 구성하여 다양한 실험을 할 수 있다. 마이켈슨 실험의 투과도 50%, 반사율 50%의 렌즈를 활용하여, 갈라진 두 경로 중 한 경로에 유리판을 설치한다. 유리를 회전시키며 빛이 통과하는 유리판의 두께를 조절하여 간섭무늬를 측정하고, 지나가는 간섭무늬의 개수를 이용하여 유리의 굴절률을 측정하였다. 더 나아가 실제 마이켈슨이 이 간섭계를 이용하여 에테르의 유무를 증명한 실험은 어떻게 설계해야 하는지 생각해볼 수 있다.

I. 소개

간섭계 실험장치를 이용하여 마이켈슨 간섭계를 구성하고 동심원의 줄무늬로 만들어 지는 간섭 무늬를 관찰할 수 있다. 유리판이 회전할수록 빛이 통과하는 유리판 두께가 길어져 간섭무늬에 변화가 일어난다. 회전 각도와 간섭무늬 개수를 통해 유리판의 굴절률을 계산할 수 있다.

II. 서론

빛은 전자기파이다. 따라서 전자기파가 진동하며 진행한다. 파동의 원리와 같이 빛도 간섭하고, 특정 조건을 만족시켰을 때 이중 슬릿 실험 결과와 같은 간섭 무늬를 생성한다.
마이켈슨 간섭계의 중앙 렌즈는 투과도가 50%, 반사도가 50%인 렌즈 및 거울 장치이다. 따라서 투과한 빛과 반사된 빛의 경로가 서로 달라지면서 그 경로차이를 이용해 스크린에 간섭무늬를 관찰할 수 있다.

과거 마이켈슨은 전자기파가 다른 파동들과 같이 에테르라는 매질을 통해 진행한다는 가설을 증명하기 위해 이 실험을 고안하였다. 만약 그림에서의 경로 차이가 나지 않고, 가상의 물질 에테르가 일정 방향으로 흐르고 있다면, 두 경로에서의 전자기파는 매질에 의해 영향을 받고 위상이 달라져 간섭무늬를 생성할 것이다. 하지만 간섭무늬가 만들어지지 않아 빛은 매질 없이 이동하는 것을 증명하였다.
Compensator Plate 위치에 유리를 배치하고, 유리를 회전시키며 빛이 통과하는 유리 두께를 조절한다.

참고 자료

PASCO. ‘Instruction Manual for the PASCO Scientific Model OS-9255A’. 유리의 굴절률.
PASCO. ‘Instruction Manual for the PASCO Scientific Models OS-9255A thru OS-9258A’, Precision Interferometer,
Halliday, David, Robert Resnick, and Jearl Walker. Fundamentals of physics. John Wiley & Sons, 2013.
Hecht, Jeff. Understanding fiber optics. Jeff Hecht, 2015