[부산대 광학실험] 굴절률과 전반사각측정 A+

목차

1. 실험 목적

2. 개념 및 이론
1) 관련 개념
2) 실험 이론

3. 실험장치 및 도구

4. 실험 방법(빛의 경로를 확인하기 위해 물에 색소를 떨어뜨린다.)

5. 측정값_사진은 각 실험 별로 3장씩 첨부하였음.

6. 실험 결과

7. 결과에 대한 논의

8. 결 론

본문내용

1. 실험 목적

입사각과 굴절각을 측정하고 측정 결과로부터 굴절 법칙을 이해한다. 결과로부터 굴절률을 도출하고 이론과 비교할 수 있다.

2. 개념 및 이론

관련 개념
#광학교과서(Hecht 4th edition) 굴절: P127~140(4.4 굴절).
# 굴절: 빛이 한 물질 속을 직진하다가 다른 물질과의 경계면에서 빛의 진로가 꺾이는 현상. 진공에 대한 굴절률을 절대 굴절률이라고 한다.
# Snell's Law: sini/sinr   =  일정
# 전반사[Total reflection(Total internal reflection)]

실험 이론

- 스넬의 법칙(Snell's law)

빛의 굴절을 실험하면 입사각과 굴절각 사이의 법칙을 발견할 수 있다. 공기와 물의 경계에서 빛이 굴절할 때 입사각이 변해도 입사각(i)과 굴절각(r)사이에는 다음과 같은 관계가 있다.
sini/sinr   =  일정
즉, 입사각의 sine 값과 굴절각의 sine 값의 비는 일정하다. 이러한 관계를 빛의 굴절 법칙이라 한다. 빛의 굴절 법칙은 17세기 초에 Snell이 발견하였으므로 Snell의 법칙이라고도 한다.
공기 중에서 진행하던 빛이 물과 경계에서 굴절할 때 sini/sinr 의 값은 약 4/3이 된다. 이 값을 공기에 대한 물의 굴절률이라고 한다.
일반적으로 진공에 대한 물질의 굴절률은 공기에 대한 물질의 굴절률과 거의 같은 값이며 이 값을 n으로 표시한다.
굴절률은 진공과 물질 속에서 빛의 속력의 비와 같은 값이 된다. 즉, 진공 중에서 빛의 속력 c는 3.00×108m/s이고 물 속에서 빛의 속력 v는 2.23×108m/s 이므로 그 비는 약 4/3인데 이 값은 공기에 대한 물의 굴절률과 같다. 따라서 굴절의 법칙은 그 매질 속에서의 빛의 속력으로 나타내면 다음과 같다.

참고 자료

네이버 지식백과_전반사_https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=4390143&cid=60217&categoryId=60217
광학교과서_‘Introduction to Optics’_ 3rd-ed_ F. L. Pedrotti, L. M. Pedrotti, and L. S. Pedrotti
식품의약품안전처_설탕물 굴절률표_
https://www.foodsafetykorea.go.kr/foodcode/01_03.jsp?idx=11018