중앙대학교 일물실(2) - 이중슬릿의 간섭을 이용한 레이저의 파장 측정(A+) 2021년 2학기

소개글

중앙대학교 일반물리실험(2)에서 A+ 맞은 레포트입니다. 결과분석, 오차논의, 결론 등 정말 열심히 쓴 레포트입니다. 구매 후 후회하지 않을 것이라 생각합니다. 보고서 점수에서 1등, 학점에서 A+을 받았습니다. 2021년 2학기 중앙대학교 일반물리실험(2) 이ㄷㅇ교수님 수업에 대한 과제입니다. 다른 자료를 베낀 것이 아니라 제가 직접 정성껏 작성한 과제입니다.워드파일이며 수정가능합니다. 실험값은 오차가 5%내외가 되도록 정확하게 측정된 편입니다. 실험값 참고하기에도 용이할 것으로 생각됩니다. 특히 이 보고서는 오차 논의 및 검토부분에서, 오차상황을 가정하고 직접 계산하여 오차의 정당함을 보여 교수님께 큰 칭찬을 받았습니다.결과분석에 그래프도 포함되어 있습니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험값
4. 결과분석
5. 오차 논의 및 검토
6. 결론

본문내용

[1] 실험목적

: 이중슬릿을 이용하여 빛의 간섭을 관찰하고 레이저의 파장을 측정한다.
또 빛의 파동성을 이해한다.

[2] 실험원리 (이론 식 유도)
1.Young의 이중슬릿에 의한 간섭

아래의 왼쪽 그림과 같이 빛을 입사시키면, 광파는 S1과 S2의 좁고 평행한 이중슬릿을 통과하게 된다. 이때 슬릿을 통과하며 회절되는 두 빛의 파동은 광원의 역할을 한다. 이렇게 만들어진 결맞는 두 광원은 스크린에 일련의 밝고 어두운 나란한 띠를 반복적으로 만들게 되는데, 이러한 반복적인 띠들을 간섭무늬라고 한다. 스크린 상에서 S1과 S2에서 나온 빛이 보강간섭을 일으키면 밝은 띠로 나타나고, 상쇄간섭을 일으키면 어두운 띠로 나타나게된다. 아래의 오른쪽 그림은 스크린에 맺히는 간섭무늬의 사진이다.

아래의 그림은 두 파동이 스크린 상에서 합성되는 상황을 나타내었다. 그림(1)에서는 같은 위상으로 이중슬릿을 통과한 두 파동이 스크린의 중앙 P점에 도달한 경우인데, 이 파동들은 같은 거리를 진행하여 왔기 때문에 P점에 도달하였을 때에도 같은 위상을 갖는다. 그렇게 보강간섭이 일어나고, 스크린의 중앙 P점에서는 첫 번째 밝은 무늬가 관측된다. 그림(2)에서는 두 광파가 같은 위상을 가지고 출발하지만 위쪽 슬릿에서 나온 파동이 스크린 상의 Q점에 도달하기 위해서는 아래쪽 슬릿에서 나온 파동보다 먼 거리를 진행해야 한다. 위쪽의 파동이 아래쪽 파동보다 정확하게 한 파장 더 길게 진행하였다면 Q점에서는 두 파동이 같은 위상에서 만나게 되므로 보강간섭이 일어나고, 두번째의 밝은 무늬가 관측된다.

그림(3)과 같이 P점과 Q점 사이의 중간지점인 R점에서 이루어지는 간섭무늬를 생각해보자. 이 지점에서는 위쪽의 파동이 아래쪽의 파동보다 정확히 반파장 늦게 도달하므로 R점에서 상쇄간섭이 일어나 어두운 무늬가 관측된다. 그림(4)는 슬릿의 폭이 충분히 가늘어서 각각의 슬릿에 의해 회절된 빛들이 균일하게 조사된다는 가정 하에 스크린상의 간섭문의들의 세기를 스크린에 도달하는 두 파장의 위상차로 나타낸 것이다. 만약 슬릿의 폭이 충분히 가늘지 못하다면, 스크린의 중앙에 가장 밝은 무늬가 나타나고 중앙으로부터 좌우로 멀어질수록 밝은무늬 세기는 감소하는 것을 볼 수 있다.

참고 자료

없음