진동 및 메카트로닉스 광학 실험 보고서

소개글

"진동 및 메카트로닉스 광학 실험"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 기본 이론
3. 실험 장치 및 방법
4. 결과보고서
5. 고찰
6. 결론
7. 참고

본문내용

실험 목적
빛이 매질이 다른 물질의 경계면을 통과할 때 발생되는 현상의 이해
빛의 파동성을 이해하고, 이를 이용한 초정밀 길이 측정방법 이해
기본 이론
굴절 이론:

스넬의 법칙(굴절의 법칙): 굴절률이 n1과 n2서로 다른 두 매질이 맞닿아 있을 때 매질을 통과하는 빛의 경로는 매질마다 광속이 다르므로 휘게 되는데, 그 휜 정도를 빛의 입사 평면 상에서 각도로 표시하면 θ1과 θ2가 된다. 이때 스넬의 법칙은 다음과 같이 정의된다.

볼록렌즈의 초점거리 (렌즈의 공식):

1/f=1/a+1/b

이 때, 매질의 밀도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 빛이 투과할 때, 일정 각도 이상을 지니고 매질의 경계에 부딪히게 되면 빛은 매질을 통과하지 못하고 다시 밀한 곳으로 반사되는데, 이러한 최소 각도를 임계각이라 칭하고, 임계각 이상의 각도를 가지는 빛은 내부로 전반사된다.
얇은막 반사 이론:

매질들의 굴절률 대소에 유의해야 한다. 물 위에 뜬 기름막 같은 경우, 막의 굴절률이 공기나 물의 굴절률보다 크다. 그러므로 아랫면에서 반사한 빛은(밀에서 소) 자유단 반사가 되어 위상이 바뀌지 않으나, 윗면에서 반사한 빛은 (소에서 밀)고정단 반사가 되어 위상이 180°(λ/2) 바뀌게 되므로 즉 두 파원의 위상이 반대일 때, 반 파장의 짝수배이면 상쇄 간섭, 홀수배이면 보강 간섭이 된다
2ndcosθ = λ/2(2m+1) (m = 0, 1, 2, ... ) : 보강 간섭 (밝은 무늬)

2nd cosθ = λ /2(2m) (m = 0, 1, 2, ... ) : 상쇄 간섭 (어두운 무늬)

실험 장치 및 방법
실험장치: 기하광학 실험장치, 파동광학 실험장치
3.1 기하광학 굴절실험(굴절, 전반사, 광파이버)
실험방법
1) 굴절실험 (실험지침서 제1부 기하광학 pp.37~40참조)

그림 4-1-1 굴절실험

(1) 그림과 같이 반원통형 렌즈의 평면이 90-90선과 일치하도록 정렬한다.
(2) 반도체레이저를 켜서 광선이 0-0 중심선을 따라가도록 정렬한다.

참고 자료

https://www.youtube.com/watch?v=hOqscJkqKrw&feature=youtu.be
https://yjh-phys.tistory.com/759
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A0%8C%EC%A6%88
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8A%A4%EB%84%AC%EC%9D%98_%EB%B2%95%EC%B9%99
https://www.scienceall.com/%EC%8A%A4%EB%84%AC-%EB%B2%95%EC%B9%99snells-law/