광학실험2 굴절예비 전체 보고서

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본문내용

▷실험 1. 스넬의 굴절법칙
▼실험 목적 및 목표
매질의 굴절률은 진공 속의 광속을 매질 속의 광속으로 나눈 값으로 항상 1보다 크다. 굴절률이 다른 두 매질의 경계에 광이 도달하면 일부분은 반사하여 처음 매질로 되돌아 오고, 일부분은 두 번째 매질로 굴절되어 들어간다. 그림과 같이 굴절률이 작은 매질에서 굴절률이 큰 매질로 광이 입사할 때, 입사각, θ과 굴절각, θ' 사이의 관계식은 다음과 같다. n sinθ = n' sinθ' 이 실험을 통해 스넬의 법칙 즉, 굴절법칙을 증명해 보는 것이 목표이다.

▼실험과정
1) 회전판의 중심선에 반 원통형 렌즈의 평면을 맞추고, 수직선을 각도판의 0도에 일치시키고, 광검출기도 0도에 일치시킨다.
2) 레이저를 켜고, 반 원통형 렌즈 표면에서 반사한 광은 실틈과 일치하고, 투과한 광은 광검출기의 중앙에 입사하도록 각도판과 렌즈를 미세 정렬한다. 각도판을 고정한다.
3) 회전판을 10도씩 회전시키면서, 광검출기를 이동시켜 굴절각을 측정하여 기록한다.
4) 실험을 여러번 되풀이한다.

▼실험과 관련한 물리 법칙
굴절률은 "매질에서 빛의 속력 v에 대한 진공에서의 빛의 속력 c의 비"입니다. 그래서 아까 전에 배운 식에 대입을 해보면 더 많은 식들이 나오죠. 일단 입사각, 굴절각에 따른 속력비는 정해져 있다는 전제 하에 n = c / v 식을 대입해서 굴절률의 비에 대한 식도 이끌어낸 것입니다.
매질의 굴절률이 클수록 그 매질에서 빛의 속력은 느려지므로, 빛이 굴절되는 정도가 커져 법선 쪽으로 많이 꺾입니다. 그래서 그림에서는 굴절률이 가장 큰 다이아몬드에서 가장 법선에 가깝게 파동이 굴절된 것을 볼 수 있다.

참고 자료

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