아주대학교 광학실험 마이컬슨 간섭계 실험 A+ 결과보고서

소개글

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목차

1. 측정값 및 데이터 분석
2. 결과
3. 질문
4. 고찰
5. 참고문헌

본문내용

3. 질문
1. 마이크로미터 이동거리로 파장 λ를 결정하는 계산식에서 왜 2를 곱하는지 이유를 기술하라.
먼저, 마이크로미터 이동거리로 파장 λ을 결정하는 계산식은 λ= (2d_m)/N이다. 이 식에서 d_m은 거울을 천천히 이동시키면서 측정된 이동거리(=이동 거울이 빛살가르개 쪽으로 이동한 거리)이고, N은 무늬 형태가 원래상태로 복귀되는 횟수를 의미한다.
마이컬슨 간섭계의 원리를 통해, 위의 식에서 d_m에 2를 곱하는 이유를 알 수 있다. 간섭계의 원리는 레이저에서 나온 빛살이 빛살가르개에서 50% 반사하고, 50%는 투과하여 두 빛살로 분리되고, 투과빛살은 이동거울 M_1에서 반사되고 반사빛살은 고정거울 M_2에서 반사되어, 반사된 두 빛살이 빛살가르개를 통하여 관찰 판에 도달하게 되는 것이다. 즉 빛살이 이동거울(M_1)과 빛살가르개 사이의 경로를 왕복하여 두 번 지나가기 때문에 d_m에 2를 곱해주어야 한다.
즉 이동거울(M_1)을 1/4 파장만큼 빛살가르개 쪽으로 이동시키면 광경로는 1/2 파장만큼 줄어들게 된다.

< 중 략 >

4. 고찰
이번 마이컬슨 간섭계 실험의 목표는 간섭계 가운데 가장 기본이 되는 마이컬슨 간섭계를 구성하고, 이를 응용하여 광원의 파장과 공기의 굴절률을 측정하는 것이다. 응용 실험의 경우, 먼저 광원의 파장 측정 실험에서는 빛살 경로에 특정한 변화를 유발하여 즉, 빛살가르개와 이동거울 사이의 거리를 변화시켜 그 결과로 나타나는 간섭무늬의 이동무늬 수를 측정하여 광원에 대한 정보를 얻었고, 공기의 굴절률 실험에서는 광원의 특성(파장, 편광 및 세기)을 정확히 알고, 빛살의 광경로에 변화를 주어 그 변화가 간섭무늬에 미치는 영향으로부터 변화를 분석하였다. 마이컬슨 간섭계에서 광원과 빛살가르개 사이에 렌즈를 놓으면 빛이 퍼지게 되어 밝고 어두운 고리형 간섭무늬가 관찰면에 나타나게 되는데 이를 통해 위의 실험들을 진행할 수 있다.

참고 자료

마이컬슨 간섭계 / p.36-p.46 / 광학실험 매뉴얼 (2021-2, 전반기 기초광학실험)
Optics / Eugene Hecht / Pearson / fifth edition / p.109~p.120, p424~p428