광섬유를 이용한 빛의 속력 측정 결과보고서 - [일반물리실험2 A+ 인증]

소개글

문항들에 대한 답안 이유도 함께 설명하였습니다.
단순 제출을 위한 자료 뿐만 아니라 실험에 대해 이론적으로 이해하는데 많은 도움이 되시라고 노력하였습니다!
제 보고서 참고 하시고 좋은 성적 받기를 바랍니다.
(+ 보고서 첫 페이지에 ⚡️A+ 인증 사진⚡️ 첨부하였습니다.)

궁금하시거나 부족한 내용 있으면 언제든지 댓글로 알려주세요.
바로 답글로 부족한 내용 보충하여 알려드리겠습니다.

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목차

1. 실험 목적

2. 실험 개요

3. 기본 원리
(1) 빛의 굴절
(2) 내부 전반사
(3) 광섬유
(4) 광섬유와 오실로스코프를 이용한 빛의 속력 측정

4. 실험값 계산 및 결과분석

5. 결과분석
(1) 실험1 – 10m 길이의 광섬유 케이블 사용
(2) 실험2 – 20m 길이의 광섬유 케이블 사용

6. 오차 논의 및 검토
(1) 광섬유 길이 측정의 부정확성, 케이블과 오실로스코프의 연결 문제
(2) 최고점 측정의 오류

7. 결론

본문내용

[1] 실험 목적

광섬유와 오실로스코프를 이용하여 진공에서의 빛의 속력을 측정한다. 그리고 이 과정에서 실험 원리에 응용된 빛의 굴절, 굴절률, 내부 전반사 등의 광선 광 학의 원리를 이해하고 오실로스코프의 기초적인 조작법을 익힌다.

[2] 실험 개요

빛의 속력 측정장치에서 850mm 파장의 LED 광원을 이용하여 두 갈래의 빛 신호를 발생시키고 한 신호는 곧바로 오실로스코프에, 다른 신호는 주어진 길 이 (0.5m, 10m, 20m)의 광섬유를 지나 오실로스코프에 도달하게 한다. 그러면 이 두 빛의 신호는 오실로스코프의 화면에 시간에 대한 전압의 파형으로 나타 내어지는데, 이 두 빛의 신호가 서로 다른 거리를 진행했기 때문에 오실로스코 프 화면상의 두 파형은 약간의 시간차가 발생하게 된다. 이 시간차와 광섬유를 진행한 거리를 이용하여 광섬유 내를 진행하는 빛의 속력을 측정하고, 이어 광 섬유의 굴절률을 이용하여 빛의 진공을 진행하는 속력을 알아낸다.
이상의 실험을 통해서 빛의 속력이 유한하다는 사실과 진공이 아닌 매질 내를 진행할 때 속력이 느려진다는 점, 그리고 상당히 신뢰할 수 있는 범위 내에서 빛의 속력을 측정할 수 있음을 알아본다. 그리고 광섬유를 이용하면 직진성을 가진 빛을 광섬유 내의 코어 내에 가두어 광섬유를 따라 곡선 경로로 진행시킬 수 있음을 알고, 이러한 광섬유 내의 빛의 진행 원리인 빛의 굴절과 내부 전반 사에 대해서도 이해한다. 끝으로 오실로스코프는 많은 연구에서 기본적으로 사 용되는 매우 유용한 측정기기이기 때문에 학생들은 훗날 여러 경로로 이를 접 하게 될 것이다. 이때, 이 기기에 대한 부담감을 덜고 쉬이 다룰 수 있도록 먼 저 경험해보는 시간을 갖는 것도 실험의 중요한 부분임을 이해하고 오실로스코 프의 조작법을 익혀보도록 한다.

[3] 기본 원리

(1) 빛의 굴절

한 매질에서 진행 중인 빛이 다른 매질과의 경계면에 닿으면 일부는 매질의 경계면에서 반사되고 나머지는 매질을 투과하여 진행한다.

참고 자료

없음