물리학실험3 슬릿에의한 빛의 간섭과 회절 실험보고서

소개글

부산대학교 물리학실험3 슬릿에의한 빛의 간섭과 회절 실험입니다.

목차

1. 표지
2. 실험목적 및 원리
3. 실험방법
4. 측정값
5. 결과
6. 결과에 대한 논의
7.결론
8.참고문헌 및 출처

본문내용

2. 실험목적 및 이론
<1>레이저광
레이저광은 하나의 파장과 색으로 이루어진다. 그리고 빛의 강도와 가간섭성이 크고 단색성과 평행성이 좋으므로 빛의 간섭 및 회절을 관찰하는데 유용하다.

<2>간섭
둘 또는 그 이상의 파동이 서로 만났을 때 중첩의 원리에 따라서 서로 더해지면서 나타나는 현상이다.
빛의 경우는 물결파나 소리와 달리 매질 없이 전파되므로 간섭현상이 나타나는 조건이 까다롭다.
동일광원에서 출발한 결이 맞는 빛이어야 간섭이 잘 일어나는데, 이런 빛을 간섭성이 좋은 빛이라 한다. 빛의 간섭을 이용하면 빛의 속도나 파장을 측정할 수 있다.
간섭계라는 장치를 이용해 하나의 단색광을 두 갈래로 나누었다가 서로 만나게 하면 간섭성이 좋아 간섭이 잘 일어난다.
즉, 보강간섭이 일어나면 밝게, 상쇄간섭이 일어나면 어둡게 된다.
이때 보강간섭을 기준으로 둘 중 하나의 빛이 출발하는 거리를 조금씩 조절해, 다시 보강간섭이 나타날 때까지의 변화를 측정하면 파장을 알 수 있다.
슬릿사이의 간격 d인 이중슬릿에 레이저광S를 수직으로 비추면 슬릿S_1과 S_2에서 나오는 두광선이 슬릿으로부터 L만큼 떨어져(실험에서는 D로 측정) 위치한 스크린위의 P점에서 중첩이되고 두빛의 광로차는 로 주어진다.

경로차가 파장의 정수배이면 파동이 보강간섭, 세기의 극대가 발생한다.
d=n(n=0, 1, 2, 3 ) [밝은 무늬 - 보강간섭]

경로차가 반파장의 홀수배이면 소멸간섭에 의해 세기의 극소가 발생한다.
=(n+)(n=0, 1, 2, 3 ) [어두운 무늬 – 소멸간섭]

의 조건에 따라 간섭무늬가 발생한다.
따라서 스크린 위의 가장 밝은 부분(n=0)과 n번째 밝은 무늬 사이의 거리를 x라고 하면 각 theta가 작을 때는이고 이므로d =
로 나타낼 수 있다. 그러므로 D와 x를 측정함으로써 슬릿간격 d를 구할 수 있다.

<3>단일슬릿에 의한 회절
파동이 장애물 뒤쪽으로 돌아 들어가는 현상이다. 입자가 아닌 파동에서만 나타는 성질이다.
이런 현상은 장애물 혹은 슬릿의 크기가 파의 파장에 가까워 질수록 더욱 뚜렷이 나타난다.

참고 자료

네이버 지식백과
일반물리학, 개정판, 제2권 33장-34장, Halliday, Resnick and Jearl Walker, 범한서적주식회사
일반물리학실험, 제3판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회지음, 청문각,