레이저를 이용한 빛의 간섭 및 회절실험 예비레포트

소개글

물리실험레포트

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법

본문내용

1.실험목적
:레이저를 이용하여 빛의 특성인 회절과 간섭현상을 관찰하고, 영의 실험을 통해 빛의 파 장측정방법을 이해한다.
2.실험이론
빛의 파장을 처음 측정한 실험인 Young 의 이중슬릿을 이용한 간섭실험은 빛의 파동성 을 실험적으로 입증하였다.
두 파동이 공간적인 간섭을 일으키게 되면 서로 겹치면서 어느 위치에서는 보강하여 밝아지고 어느 위치에서는 상쇄하여 어두워진다. 일관성있는 간섭무늬를 보기 위해서는 두 파동이 같은 속도 같은 진동수와 파장을 가지며 위상이 일정하게 유지되어야 한다. 즉 서로 간섭성이어야 한다.

그림








<그림 2>에서와 같이 슬릿B와 C에서 나오는 두 빛의 간섭을 생각하자. 이 두 빛은 원래 한 슬릿A를 통과하여 나온 빛의 파동이 회절에 의해서 퍼져 나가서 다시 두 개의 슬릿 B,C를 통과하면서 분리된 것이므로 상대적 위상이 일정하게 유지되는 간섭성 광원 역할을 한다 이들 슬릿을 통과한 두 빛은 다시 회절하여 퍼져 나가면서 서로 겹치게 되는데 단색광이면 이 두 광파가 서로 간섭을 일으켜 스크린 위에 밝고 어두운 간섭 무늬를 만들 것이다.
<그림 2>에서는 두 슬릿B와C 사이의 간격 d를 이들 슬릿과 스크린 사이의 거리 D에 비해서 과장해서 그렸지만 실제 실험에서는 d는 ~1mm 내외이고 D는 ~1m정도이다. 이제 그림에서와 같이 슬릿 B와 C를 통과한 빛이 각 θ 방향으로 회절하여 스크린 상의 점 P에 형성하는 간섭무늬를 생각하자. 만일 슬릿 B와 C가 슬릿A로부터 같은 거리에 있다면 B와 C로부터 나오는 두 파동은 서로 같은 위상으로 출발하여 P에 도달할 때의 두 파동은 각각 BP와 CP의 행로를 지나오므로 두 파동 사이의 행로차는 CP-BP이다. (실제 실험에서는 B와 C가 A로부터 꼭 같은 거리에 있지 않더라도 스크린 상의 무늬가 전체적으로 약간 병진 이동을 할뿐 아래의 논리전개에서 주어지는 것과 같은 무늬의 모양에는 변동이 없다. )
BG를 CP에 수직으로 그리면 D>>d 이므로 BP ≈ GP 및 CG=dsinθ로 놓을 수 있다. 그러므로 P에 도달하는 행로차는
CP -BP = CG= d sin (1)
만일 이 행로차가 파장 의 정수배가 겹치게 되면 점 P에서는 두 파동의 위상이 일치하고

마루와 마루, 골과 골이 겹치게 되어 빛의 세기가 극대가 되는 보강 간섭이 일어나서 밝은

무늬가 형성된다. 즉,

참고 자료

없음