[일반물리학실험] 빛의 분산과 전반사 예비보고서

소개글

[일반물리학실험] 빛의 분산과 전반사 예비보고서 입니다. A+ 받았습니다.

목차

1.1 목적
1.2 원리
1.3 예비점검
1.4 실험장치

본문내용

Objectives
- 분산이란 무엇인가?
- 색깔에 따라 굴절각의 차이는?
- 전반사란 무엇인가?
- 임계각이란 무엇인가?
2.2 원리
A. 빛의 분산
진공에서 빛은 색깔에 따라 속도는 모두 같으나 파장가 다르다. 백생광은 가시광선 영역의 빛띠 전체에 걸쳐 있는 파장을 가진 파들이 중첩된 것이다. 진공에서의 빛의 속력은 어떤 파장에 대해서나 동일하지만 물질 속에서의 속력은 파장에 따라 달라진다. 따라서 물질의 굴절률도 식 (1.3)에 의해 파장의 함수가 된다.

). (2.1)

빛의 속력과 굴절률이 파장에 따라 달라지는 것을 분산이라고 한다. 일반적으로 파장이 증가하면 속력은 증가하며 따라서 굴절률 은 감소한다.
빨간색 빛의 파장은 630nm-700nm영역, 노란색 빛의 파장은 560-590nm영역, 파란색 빛의 파장은 440nm-480nm영역에서 각각 존재한다. 즉 빨간색에 가까울수록 적어지며 파란색에 가까울수록 적어지며 파란색에 가까울수록 커진다. 그림 2.1은 각각의 매질에 대한 전형적인 분산곡선을 보여준다. 빛의 색깔에 따라 굴절률이 다르므로 식(1.2)의 스넬의 법칙에 의하면 굴절각 또한 색깔별로 다르게 된다. 그림 2.2의 프리즘에 의한 백색광의 분리현상은 바로 빛의 분산에 의해 굴절각이 색깔에 따라 다르기 때문이다.

B. 전반사
그림 2.3은 굴절률이 인 매질과 인 두 매질의 경계면으로 P점에서 발생한 광선들이 입사하는 경우를 보여준다. 인 경우를 고려하면 식 (1.2)의 스넬의 법칙에 의해
(2.1)

을 만족하므로 입사각 보다 굴절각 가 더 크게된다. 즉 광선이 굴절되면서 그림 2.3의 광선 1과 같이 법선으로부터 멀어진다. 입사각을 증가시켜 가면 굴절각 또한 증가하나 그림 2.3의 광선 2와 같이 입사각이 특정한 값에 도달하면 굴절각이 90도가 되어 굴절된 광은 표면으로 스쳐간다. 이와 같이 굴절각이 90도가 되는 특정한 입사각을 임계각(critical angle)이라 하고 로 표시한다.

참고 자료

없음