[연세대학교] 일반물리학및실험(2) / 공학물리학및실험(2) 9. 빛의 간섭과 회절 실험 결과레포트

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의 및 건의 사항
4. 참고 문헌

본문내용

7. 결과 분석

Experiment 1. Diffraction from a Single Slit

실험 1에서는 단일 슬릿의 회절 현상에 대해 조사하여 보았다. 단일 슬릿을 통과한 레이저 빛의 중앙으로부터의 거리에 따른 밝기 변화를 조사하여 실험적으로 얻은 레이저의 파장값을 reference 값과 비교하였다. 단일 슬릿의 폭과 사용한 레이저의 파장을 다르게 하여 총 4회 실험을 진행하였는데 Run #1은 녹색 레이저와 폭이 넓은슬릿, Run #2는 녹색 레이저와 폭이 좁은 슬릿, Run #3 은 적색 레이저와 폭이 좁은 슬릿, Run #4는 적색 레이저와 폭이 넓은 (  mm) 슬릿을 이용하였다. 그 결과는 표 1과 같이 Run #1에서는 -0.81%, Run #2에서는 -15.60%의 오차율을 보였고, Run #3에서는 -14.97%, Run #4에서는 -11.98%의 오차율을 보여 전체적으로 약 -1 ~ -15% 정도로 실제 값보다 파장이 더 짧게 측정되었다. 그리고 녹색 레이저의 경우 보다 적색 레이저의 경우, 그리고 슬릿의 폭이 넓은 경우보다 좁은 경우 오차율이 더 커지는 경향이 발견되었다.

또한 슬릿의 폭이 감소할수록 회절 무늬는 조금이지만 넓게 퍼짐을 알 수 있었다. 이론적으로는 sin이므로 값이 작아질수록 sin 값이 커지는 것으로 넓게 퍼짐을 증명할 수 있다. 또한 만약 슬릿의 폭이 빛의 파장 수준으로 감소할 경우, 중앙 ( )의 극대 무늬가 점점 더 넓게 퍼지다가 가 되는 순간 극소점이 사라지게 될 것이다. 이론적으로 그러한 경우 sin이 되는데, 이 정수가 되는 지점이 극소점이 되지만 최솟값인 1을 넣을 경우 가 되어 극소점은 무한히 먼 곳에 위치하게 되므로 따라서 중심부가 가장 밝고 양극단으로 갈수록 점차 어두워지게 나타나게 될 것이다. 또한   가 된다면 무한히 먼 곳에서도 극소점이 나타나지 않게 되지만, 육안으로는   인 경우와 비슷하게 보여질 것이라 예측된다.

참고 자료

Hugh D. Young and Roger A. Freedman, University Physics with Modern Physics (14th Ed.), Pearson, 2016.
David Halliday, Robert Resnick and Jearl Walker, Fundamentals of Physics 9th Edition, Wiley, pp.958-1013