광학면의 곡률픅정

소개글

광학면의 곡률을 여러가지 실험도구로 측정해보고 작성한 리포트

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
1) Ring Spherometer(Dial Gauge)
2) Newton ring
3) Auto-Collimator
3. 실험 방법
4. 실험결과
5. 고찰
6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
Spherometer, Newton 원기, auto-Collimator를 이용하여 광학면의 곡률 반경을 측정 하고, 측정결과를 비교 검토한다.

2. 실험 이론
1) Ring Spherometer(Dial Gauge)
[그림 1] Ring Spherometer
위의 그림 1에서 원의 반지름 Rdl 우리가 구하려는 곡률 반경이다.
피타고라스의 정리를 이용하면

이 식을 정리하면

또는 구면계는 구면경 또는 렌즈의 곡률 반경을 측정을 측정하는 기구로서 아래 그림과 같이 일종의 마이크로 메타라 할 수 있다. 아래 그림과 같이 정 삼각형을 이루는 세 개의 다리가 있고 이 정삼각형 ABC의 중심을 통하고 ABC평면에 수직으로 움직이는 마이크로메타 가 있다. 눈금 은 mm단위이고, 다이얼(dial) 은 원주를 100등분하여 을 한 바퀴 돌리면 나사는 1mm씩 진행하도록 되어있다. 따라서 평면 ABC 와 나사의 끝 와의 수직거리 는 눈금 과 다이얼 의 눈금을 읽음으로써 얻을 수 있다.









[구면계와 그 원리]

구하려는 구면의 곡률반경 R은 오른쪽 그림에서 DE=h, EF=2R-h이므로 비례식은

(1)
△AEH에서 AE=r, EH=, AH= 이므로

(2)
이것을 식(1)에 대입하면

즉 R은 와 h를 측정함으로써 구할 수 있다.

2) Newton ring
평면 유리판 위에 곡률반경 R이 큰 평볼록 렌즈를 올려놓으면 렌즈의 면과 평면 사이에 얇은 공기막이 생긴다. 어떤 점의 이 공기막의 두께 d와 원무늬의 반경 r사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다.


공기막이 얇은 까닭에 위에서 비쳐준 빛은 렌즈의 내부에서 반사한 것과 평면 유리판의 표면에서 반사한 빛이 나란히 진행한다. 이것을 위에서 보면 서로 간섭을 일으켜 보인다. 그런데, 평면 유리에서 반사한 빛은 반사현상에서 위상이 π 만큼 바뀌므로 광로차가 만큼 변한 것과 같다. 따라서 공기막을 통과하고 평면 유리판에서 반사된 파와의 광로차는 가 된다. 따라서 m번째의 어두운 원무늬의 반경 과 파장과의 사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.

참고 자료

- 현대 광학 서울 대학교 광학 연구회 저 -교운사-