레이저를 이용한 빛의 간섭 및 회절실험

소개글

레이저를 이용한 빛의 간섭 및 회절실험

물리학 레포트

목차

1. 실험목적
2. 원 리
⑴ 단일슬릿에 의한 회절
⑵ 영(Young)의 간섭실험
⑶ 다중슬릿에 의한 회절
3. 기구 및 장치

본문내용

1. 실험목적

레이저(Laser)를 이용하여 빛의 특성인 회절과 간섭현상을 관찰하고, 영(Young)의 이중슬릿, 다중슬릿, 격자(Grating)실험 등을 통하여 빛의 파장측정방법 및 격자수 측정 등의 방법을 이해한다.

2. 원 리

⑴ 단일슬릿에 의한 회절
회절이란 빛이 모서리에서 휘거나 번져나가는 현상을 말한다. 수면파나 호이겐스의 원리로부터 아는바와 같이 슬릿을 통과한 파동들은 모든 방향으로 퍼져나간다. [그림1](a)와 같이 직진하는 광선들을 생각하면 이들은 모두 같은 위상에 있으므로 스크린의 중앙에 밝은점(중앙 제1극대)을 만들것이다. (b)에서는 슬릿안의 제일 윗점과 제일 밑점을 지나는 빛들이 정확히 한파장 λ만큼 차이가 나는 경우이다. 이 경우에는 슬릿의 중심을 지나는 빛과 밑점을 떠나는 빛과는 반파장의 위상차이를 갖게된다. 이 두 빛들은 정확히 반대의 위상에 있으므로 소멸간섭을 일으키게 될 것이다. 똑같은 이치에 의하여 밑점에서 약간 떨어진점을 출발하는 빛과 중심에서 약간 떨어진 점을 지나는 빛들도 서로 소멸간섭을 하게된다. 이렇게하여 슬릿의 상반부를 지나는 빛들과 하반부를 지나는 빛들은 대칭적으로 서로 소멸간섭을 하게된다.

(c)와 같이 슬릿의 밑점과 윗점의 경로차가 3λ/2 인 경우도 똑같은 설명에 의해

b sinθ= 3λ/2 -----------(2) [제2 극대점]

이 될 것이다. (d)의 경우는 2차 극소점이 되고 따라서 극소가 일어나는 조건은 다음과 같다.

b sinθ= n λ (n=1,2,…) ---(3) [극소]

n=0인 경우는 극소가 아니라 가장 큰 극대가 된다.

⑵ 영(Young)의 간섭실험

토마스 영(Tomas Young)은 빛에 대한 간섭효과를 발견하여 빛의 파동설을 세웠다. 간섭이란 두 개의 파동이 서로 중첩되어 어떤 공간에 에너지가 균일하게 분포되지 않고, 어느 점에서는 극대가 되고 다른 점에서는 극소가 되는 현상을 말한다. 간섭을 일으키기 위해서는 두 개 이상의 파동이 같은 속도, 진동수, 파장 및 상대적 위상이 일정하게 유지되어야 한다.

참고 자료

없음