[물리학실험] 물결통을 이용한 간섭실험 (예비)

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 기구 및 장치
3. 이론
4. 실험 기구 및 장치
5. 실험 방법
주의 사항

본문내용

1. 실험 목적
물결통을 이용하여 두개의 점파원에서 발생하는 수면파의 간섭을 관찰하고, 간섭무늬를 이용하여 물결파의 파장을 구한다.
2. 실험 기구 및 장치
광원, 수면파 발생장치, 물결통, 파원 발생장치 본체, DC power supply, 종이, 자, 비커
3. 이론
물결통의 밑면은 유리로 되어 있어 물결파의 그림자가 스크린 상에 맺히게 된다. 두 점파원에서 나오는 물결파가 중첩되어 보강 간섭 또는 소멸 간섭을 일으킨다. 보강 간섭의 경우 마루와 골이 생기는데, 이것은 마치 볼록 렌즈와 오목 렌즈가 교대로 생기는 것과 같은 효과를 내어 명암이 교차하게 된다. 상쇄 간섭의 경우 아무런 간섭이 없는 것 같은 상태를 유지하게 된다.
진폭 a와 진동수 가 동일한 파가 파원 과 에서 나와 점 Q에서 만난다고 하자. 에서 나오는 파를 이라 표현 하면 ⑴
이다. 의 나오는 파를 라 하면 경로차 를 고려하여
⑵
로 쓸 수 있다. Q점에서 이 두 파의 합성 파는
⑶
⑷
가 된다. 여기서, k는 로서 파수라 부르고, 는 파장이다. (4)식으로부터 합성파의 진폭이 이며 경로차 에 따라 변화함을 알 수 있다. 이 진폭이 최대(보강 간섭)가 되는 조건은
⑸
이다(n=0,1,2,…; 중앙은 n=0, 그 다음 명암이 반복되는 곳은 n=1, …등이다.).
임을 이용하면 식 (5)은
⑹
이 되고, 이 식은 Q점에서 보강 간섭이 일어나는 경우 경로차()는 파장의 정수배가 됨을 말한다. 그림 2에서(책 참조)
⑺
이 된다. 본 실험에서는 를 측정하고 식 (7)을 이용하여 를 결정한다.
파장과 진동수를 알면 파의 속력은
⑻
에 의해 결정되어진다.
4. 실험 기구 및 장치
<실험기구>
① 광원 ② 수면파 발생 장치 ③ ripple tank

참고 자료

없음