광학종합 (결과)

목차

Ⅰ. 요약
1. 실험목적
2. 이론 및 원리
3. 실험장비 및 과정

Ⅱ. 결과 및 토의

본문내용

Ⅰ. 요약
1. 실험목적
● 레이저(laser)광을 이용하여 빛의 반사 및 굴절 법칙을 이해하고, 임계각을 측정하여 물질의 굴절률을 구한다.
● 볼록렌즈와 오목렌즈의 초점 거리를 측정한다.
2. 이론 및 원리
빛의 반사와 굴절
한 매질 내에서 빛이 이동하다가 두 번째 매질과의 경계면에 이르면 반사와 굴절의 과정이 일어날 수 있다. 반사(reflection)에서는 두 번째 매질을 마주친 빛의 일부가 그 매질로부터 튕겨진다. 굴절(refraction)에서는 두 번째 매질로 들어간 빛이 경계면의 법선에 대하여 일정한 각도로 휘어진다. 흔히 빛은 일부 반사되고 일부 굴절되면서 두 과정은 동시에 일어난다. 반사와 굴절을 공부하기 위해서는 빛을 선속이라는 방법으로 생각해야 하는데, 이는 광선 근사에 의해서 이루어진다.

기하 광학에서의 광선 근사
일상적인 경험을 바탕으로 알 수 있는 빛의 중요한 성질은 다음과 같다. 빛은 두가지 서로 다른 물질의 경계면에 부딪힐 때까지 동일한 매질 내에서는 직선 경로로 진행한다. 빛이 경계면에 부딪힐 때 그 빛은 경계면에서 반사되거나, 경계면의 다른 쪽 매질로 투과하거나, 또는 부분적으로 두 가지 모두 일어나거나 한다.

이러한 관찰에 따라 빛의 선속을 나타내기 위하여 광선 근사라는 방법을 사용한다. 예를 들면, 어두운 방을 통과하는 햇빛의 빛살(선속)은 광선의 경로를 따라간다. 우리는 빛의 파면이라는 개념도 이용한다. 파면은 파동의 위상과 진폭이 일치하는 점들로 이루어진 면이다. 광선은 파동의 운동 방향과 일치하여 파면에 수직인 직선이 된다. 광선이 평행하게 진행할 경우, 파면은 광선에 수직인 평면이 된다.

빛의 반사
투명한 매질 내에서 진행하는 광선이 이차 매질의 경계면에서 만나면, 입사 광선의 일부는 반사되어 일차 매질로 되돌아간다. [그림 1-a]는 거울과 같은 매끄러운 반사면에 입사된 여러 광선을 보여준다. 반사된 광선은 그림에 나타낸 바와 같이 서로 평행을 이룬다.

참고 자료

일반 물리 실험 교재
최신대학물리학 (Raymond A. Serway, John W. Jewett 저, 북스힐)