공학물리학및실험(2) 9주차 결과 레포트-빛의 간섭과 회절

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의
4. 참고문헌

본문내용

[실험 3] 회절 격자
[실험 3]에서는 Diffraction Grating이 다른 두 개의 회절격자에 대하여 녹색광, 적색광이 나타내는 회절 무늬에서 값을 측정하여 단색광의 파장을 계산하였다. 오차는 2% 이내로 매우 작은 값을 나타냈다.

[실험 1]의 경우 비교적 오차가 큰 편이었고, [실험 2]와 [실험 3]의 경우 오차가 작은 수준으로 나타났다. 오차의 원인을 다음과 같이 추정했다.
첫 번째로, 슬릿과 무늬 사이의 간격 R이 잘못 측정되었을 수 있다. 이번 실험에서 사용한 R은 1m과 0.2m로 매우 깔끔한 숫자였다. R은 사람이 손으로 설정하는 것이므로, 오차가 발생했을 수 있다. R에 오차가 발생하면, 의 값이 달라지기 때문에 실험 결과에 오차가 발생한다.
두 번째로, 데이터 측정 간격이 일정하지 못했고, 조밀하지 않았다. 센서를 움직이는 속도가 일정하지 않아서 그래프의 모양이 매끄럽지 않았고, 측정 간격이 넓어서 원하고자 하는 데이터가 없어 극대와 극소 사이의 간격, 혹은 극대와 극대 사이의 간격을 측정하는 과정에서 적당한 값을 선택하여 분석한 경우가 많았다. 이 과정에서 오차가 발생했을 것이다.
세 번째로, 회전 운동 센서가 흔들렸을 수 있다. 손으로 센서를 움직이는 과정에서 회전 운동 센서가 제대로 고정되지 않았을 경우 센서가 흔들려 제대로 된 측정값을 제공하지 못했을 수 있다.
네 번째로, [실험 3]의 경우 슬릿 사이의 간격 d의 값이 정확하지 않았을 수 있다. Diffraction Grating의 역수를 슬릿 사이의 간격으로 사용하였는데, 회절 격자의 제조 과정에서 Diffraction Grating에 오차가 생겼을 수도 있고, 간격이 균일하게 설정되지 않았을 수 있다.
다섯 번째로, [실험 3]의 경우 y의 값이 정확하지 않았을 수 있다. [실험 3]에서는 y의 값을 자를 이용하여 눈으로 측정하였는데, 장치로 측정하는 것이 아니다 보니 이 과정에서 오차가 발생했을 수 있다.

참고 자료

Hugh D. Young, Roger A. Freedman - University Physics with Modern Physics (15th Edition) (2019, Pearson)
36.2 Diffraction from a Single Slit p.1187~1189
36.4 Multiple Slits p.1194~1195
36.5 The Diffraction Grating p.1196~1199
연세대학교 Learnus “공학물리학 실험실”