한양대학교-일반물리학실험2-편광 및 브루스터 각 측정 실험, 100점 레포트

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목차

1. 실험 제목

2. 서론

3. 방법 및 실험 장치
3.1 이론
3.2 실험 장치
3.3 실험 방법

4. 실험 결과
4.1 코사인제곱 규칙(말루스 법칙)
4.2 브루스터 각

5. 분석 및 토의

6. 주차별 퀴즈 질문 해결

본문내용

1. 실험 제목
편광 및 브루스터 각 측정 실험

2. 서론
자연적인 빛은 여러 방향으로 전기장과 자기장이 나온다. 이번 실험에서는 빛의 편광을 이해하고 빛이 편광판을 통과했을 때 빛의세기가 어떻게 감소하는지 관찰할 것이다. 또 한편 브루스터 법칙을 이해하고 브루스터 각을 측정하여 물질의 굴절률을 계산할 것이다.

3. 방법 및 실험 장치
3.1 이론
3.1.1 편광
빛은 진행하면서 전기장과 자기장이 진동한다. 빛이 편광되지 않은 상태에서는 진동 평면이 수직인 두 개의 편광된 파동이 중첩되어 있는 상태이다. 빛의 진행 방향에 대해 수직인 평면상에서 전기장의 진동 방향이 무작위적일 때 비편광되었다고 한다. 자연광은 모두 비편광된 빛이다. 반대로 빛의 진동 방향이 규칙성을 갖는 것을 편광이라고 한다. 비편광된 빛을 편광판에 통과시키면 편광된 빛을 얻을 수 있다. 진동 방향이 평면으로 제한된 것을 평면 편광이라고 한다. 또 편광면이 한 평면 위에 있으면 직선 편광이라고 한다. 전기장의 궤적이 나사선꼴로 회전하면 회전 편광이라고 한다. 이때 궤적의 단면이 원이라면 원 편광, 타원이면 타원 편광이라고 한다. 빛이 편광판을 통과할 때, 모두 편광되면 완전 편광, 일부만 편광되면 부분 편광이라고 한다.

3.1.2 편광판
같은 방향으로 수많은 틈이 새겨져 있는 판이다. 빛이 편광판을 지나면 편광판의 편광 방향에 수직인 성분은 흡수된다. 따라서 통과한 빛의 진동 방향은 편광판의 편광 방향에 평행하다.

3.1.3 절반 규칙과 코사인 제곱 규칙
빛의 전기장을 y축 성분과 z축 성분으로 분해하면 두 갱의 편광된 파동의 중첩으로 바라볼 수 있다. 이 빛이 y축이 편광 방향인 편광판을 통과하면 z축 방향으로 진동하는 전기장은 모두 흡수되고 y축 방향이 전기장만 통과할 것이다.

참고 자료

한양대학교 물리교재위원회, “일반물리학실험 제4판”, 한양대학교 출판부(2020), p.163-172