결과 보고서 제목 : 빛의 성질(편광 및 간섭과 회절) 실험목적
거리에 따른 빛의 세기, 빛의 편광, 단일슬릿에 의한 회절, 이중슬릿에 의한 회절과 간섭을 알아본다.
측정값
‘실험 컴퓨터 인터페이스를 이용한 단일슬릿과 이중슬릿에서의 회절‘만을 실험하였다.
측정된 그래프는 실험 5에서 나온 그래프임을 나타낸다.
실험 결과 질문 및 토의
(1) 단일슬릿의 회절에서 슬릿 폭이 커지면 무늬는 어떻게 변하는가?
-sin theta `` { m lambda } over { a }
에서 슬릿 폭(a )이 커지면 theta
는 작아진다.그러므로 무늬는 뾰족하고 촘촘하게 늘어서서, 무늬의 간격이 좁아진다.
(2) 같은 폭의 이중슬릿 회절무늬와 비교하고 설명하시오.
-슬릿 폭은 상관이 없다.이중슬릿에서는 슬릿 간격에 의해 무늬의 모양을 결정된다.
(3) 이중슬릿 회절 무늬에서 폭과 간격을 달리 했을 때 무늬는 어떻게 되는가?
-sin theta ` { m lambda } over { d }
에서 거리(d )가 커지면 theta
는 작아진다.그러므로 무늬는 뾰족하고 촘촘하게 늘어서서, 무늬의 간격이 좁아진다.
(4) 이중슬릿 회절에서 간섭과 회절에 대해 설명하시오.
-간섭이란 빛과 빛이 만났을 때 차가 반파장의 짝수배일 때는 서로 겹쳐져서 밝게 되고, 홀 수배가 될 때 서로 비겨서 어둡게 되는 것 이다. 회절은 빛이 슬릿과 같은 작은 공간을 통 과할 때 물결처럼 퍼져나가는 것을 의미한다
이중슬릿에서 회절은 두 슬릿사이를 통과할 때 퍼져나가는 물결 모양을 뜻하는 것이고, 간섭은 퍼져나가는 두 물결이 만났을 때 보강간 섭과 상쇄간섭이 생기게 되는 것이다.
(5) 회절무늬의 강도가 0일 조건을 구하고, 관찰한 그래프와 비교하시오.
-강도가 0이라 함은 상쇄간섭으로 인해 어두운 무늬가 나타나는 부분을 말한다.상쇄간섭이 일어나는 부분은 경로차 delta ``dsin theta ``(m`` { 1 } over { 2 } ) lambda
에서 m
이 0, ±1, ±2.인 부분이다.
(6) 레이저 빛의 가간섭성에 대해 설명하시오.
-가간섭성(可干涉性) : 광원에서 나오는 빛의 위상이 공간적으로나 시간적으로 고르게 되는 성질이다.이 성질은 동일광원으로부터 나온 빛을 2개의 경로로 나누어 실현할 수 있는데, 레이저광을 이용하면 길이 수만 ㎞에 걸쳐 위상이 고른 가간섭성의 빛을 만들 수가 있다
(7) fraunhofer회절에 대해 간단히 설명하시오.
-광원과장애물, 스크린들이 충분히 멀리 떨어져 있어서, 광원에서 장애물까지의 모든 광선과장애물에서 회절 무늬의 한 점까지의 모든 광선을 평행광선으로 생각할 수 있는데, θ0에 있는 축을 따라 중앙의 밝은 무늬 양쪽으로 밝고 어두운 무늬가 교차되어 나타나는 현상을 원거리 회절, 또는 fraunhofer회절이라 한다.
결론 및 검토 (이하 생략)
