[물리] 빛의 진행 실험 보고서

소개글

빛은 입자인가? 파동인가? 이것에 대한 많은 토의가 예전부터 많이 있어왔고, 결국 빛은 두 가지 성질을 모두 갖는 것으로 밝혀졌다. 그 중에서 빛의 파동성은 막스웰과 헤르츠에 의해 전자기파의 일종이라고 밝혀졌다. 그러나 빛은 다른 파동과는 달리 매질을 꼭 필요로 하지는 않는다. 즉, 물질이 없는 자유공간을 통해서도 전파되는데 이는 태양 빛이 지구에 도달하는 것을 통하여 쉽게 알 수 있다. 반면, 빛은 매질을 통해서도 전달되는데, 매질과 매질사이의 경계 면에서 빛은 반사, 굴절된다. 이러한 것을 이용하여 광통신과 레이저를 이용하고 있다. 이번 실험에서 이러한 것들을 실험을 통하여 알아보기로 한다.

목차

0. Preview & Introduction
1. Abstract
2. Data/Results
실험 준비
실험 과정
3. Discussion

본문내용

3. 결과 분석 & Discussion
빛의 반사와 굴절에 대한 공식을 먼저 알아보아야 한다. 빛의 속도는 ‘c’라는 상수로 (크기는 약 30만 km/s) 나타내어지는데, 어떠한 물질 내에서는 빛의 속력이 느려진다. 이때, 광속과 물질 내에서의 속력v의 비를 ‘굴절률’이라 하고 보통 n으로 나타낸다. 빛이 매질 속을 진행하다가 굴절률이 다른 물질(혹은 매질)을 만나면 경계 면에서 반사현상과 굴절현상이 일어난다. 이때 빛은 반사법칙과 굴절법칙(Snell's Law)의 규칙성을 보인다.
반사법칙은 「입사하는 빛과 반사되는 빛은 같은 평면(입사면)상에 있고, 입사각과 반사각의 크기는 항상 같다.」이고, 굴절법칙은 「입사하는 빛과 굴절되는 빛은 같은 평면(입사면)상에 있고 입사각과 굴절각 사이에는 항상 다음의 관계가 성립한다.」라는 것인데, 그 ‘다음의 관계’란,
N12 = N2/N1 = sinθi/sinθr'
(N1 = 입사하기 전 매질의 굴절률, N2 = 입사한 후의 매질의 굴절률,
θi = 입사각, θr‘ = 반사각)
※ 원래 굴절률은 소문자 n으로 나타내나, 아래첨자가 효과적으로 보이게 하기 위해 대문자를 사용했습니다.

이를 이용하면, 실험 ①과 ②를 해결 할 수 있다. 우선 실험①에서는 입사각의 크기와 반사각의 크기는 이론상으로 1:1로 같아야 한다. 실험의 값을 보면,

참고 자료

없음