[기하광학 실험 A+] 빛의 간섭과 뉴턴 링 실험

목차

I. 실험 목적

II. 기본이론
1. 파동의 간섭과 회절
2. 영의 이중 슬릿 실험
3. 뉴턴 링 실험

III. 실험 방법
1. 이중 슬릿 실험
2. 뉴턴 링 실험

IV. 실험 결과
1. 이중 슬릿 실험
2. 뉴턴 링 실험

V. 결론

본문내용

실험 목적
영의 이중 슬릿 실험과 뉴턴 링 실험을 통해 빛의 간섭 현상을 확인한다.

기본이론
1) 파동의 간섭과 회절
간섭과 회절 현상은 파동이 가지는 특별한 성질이다. 둘 이상의 동일한 파장을 하진 파동이 공간상에 한 점에서 만날 때 위상에 따라 진폭이 달라진다. 이를 간섭 현상이라 한다. 파동들이 만나는 지점에서 파장의 위상이 완전히 동일하거나 파동들 사이의 경로차이가 파장의 정수배만큼 차이가 나면 이 경우에 진폭은 더 커지게 되는데 이를 보강간섭(constructive interference)라 한다. 반면, 그 지점에서 경로차가 반파장의 홀수배만큼 차이 난다면 진폭은 감소하게 되고 이를 상쇄간섭(destructive interference)이라 한다.
회절은 파동이 장애물이나 좁을 틈을 통과할 때, 파동이 그 뒤편까지 전파되는 현상이다. 순한국말로 에돌이라고도 한다. 이러한 회절 현상을 입자에서는 기대할 수 없는 현상이다.

2) 영의 이중 슬릿 실험
1801 년 영국의 학자 토마스 영 (Thomas Young)이 광자를 대상으로 이중 슬릿 실험을 진행하였다. 단색광을 단일 슬릿과 이중슬릿에 차례로 입사시켜 스크린에 비친 간섭무늬를 확인하게 되었다. 이로부터 빛의 간섭성을 확인하였고 최초로 빛의 파동성을 확인하였다. 이 슬릿 실험을 통해 스크린에 관찰되는 무늬에 따라 입사시킨 물질의 성질을 확인할 수 있다.

<중 략>

실험 방법
1. 이중 슬릿 실험

① 레이저, 이중 슬릿, 스크린을 정렬시키고, 스크린 상에 간섭 무늬가 잘 보이도록 스크린의 위치를 조절한다.
② 이중 슬릿과 스크린 사이의 거리 R을 측정한다.
③ 스크린에 나타나는 간섭 무늬의 중심에 서부터 차례대로 밝은 무늬의 위치 Ym 을 기록한다. 식3을 이용하여 레이저의 파장을 구하고, 실제 값과 비교한다.
④ 회절 무늬에서 첫 번째 어두운 부분이 형성되는 위치를 측정하고, 식4를 이용 해 슬릿의 폭을 구한다.

참고 자료

없음