소개글
"마이컬슨 간섭계"에 대한 내용입니다.
목차
1. 마이컬슨 간섭계
1.1. 개요
1.2. 실험 준비물
1.3. 실험 과정
1.3.1. 마이컬슨 모드로 간섭계 정렬
1.3.2. 관찰 화면 위치 조절
1.3.3. 마이크로미터 이동 및 무늬 개수 측정
1.3.4. 실험 반복
1.4. 실험 결과 분석
1.4.1. 마이컬슨 모드 측정 결과
1.4.2. Fabry-Perot 모드 측정 결과 비교
1.5. 오차 분석 및 개선 사항
1.6. 결론
2. 참고 문헌
본문내용
1. 마이컬슨 간섭계
1.1. 개요
마이컬슨 간섭계는 1881년 미국의 물리학자 마이컬슨(Albert A. Michelson)에 의해 고안된 장치로, 빛의 간섭 현상을 관찰하고 측정하는 데 사용된다. 이 간섭계는 원래 에테르의 존재를 실험적으로 증명하기 위한 목적으로 개발되었으나, 에테르가 존재하지 않는다는 사실을 밝혀내는 데 기여했다.
마이컬슨 간섭계는 빛의 파장을 측정하는 기구로 광범위하게 사용되며, 극히 짧은 거리를 측정하는 이미 알려진 광원의 파장으로 사용되기도 한다. 또한 광학 매질을 연구하는 데에도 활용된다. 간섭계의 구조는 다음과 같다. 레이저 광선은 광선 분배기에 부딪혀 두 개의 광선으로 갈라지며, 하나는 이동식 거울을 향해 투과되고 다른 하나는 고정식 거울을 향해 반사된다. 두 거울에서 반사된 광선은 다시 광선 분배기에서 만나 간섭 무늬를 형성한다. 이동식 거울의 위치를 변화시키면 간섭 무늬의 패턴이 변화하게 된다.
1.2. 실험 준비물
마이컬슨 간섭계 실험에 사용되는 준비물은 다음과 같다.
레이저 광원, 빔 분할기(beam splitter), 고정거울(fixed mirror, M_2), 이동거울(movable mirror, M_1), 렌즈, 관찰화면, 마이크로미터 등이 필요하다. 레이저 광원은 실험에서 사용할 단색광을 생성하며, 빔 분할기는 입사광을 두 개의 광선으로 분리한다. 고정거울과 이동거울은 각각 입사광을 반사하여 빔 분할기로 되돌려 보내고, 렌즈는 광선을 집속시켜 간섭 무늬가 관찰화면에 잘 나타나도록 한다. 마이크로미터는 이동거울의 미세한 이동을 측정하는 데 사용된다.
이러한 실험 준비물들은 빛의 간섭 현상을 관찰하고, 레이저 광원의 파장을 측정하는 데 필수적이다.
1.3. 실험 과정
1.3.1. 마이컬슨 모드로 간섭계 정렬
마이컬슨 모드로 간섭계를 정렬하는 과정은 다음과 같다.
마이컬슨 간섭계의 원리를 알고, 간섭 패턴을 관찰하기 위해서는 먼저 레이저와 간섭계를 정확하게 정렬해야 한다. 이를 "마이컬슨 모드로 간섭계 정렬"이라고 한다.
레이저로부터 나온 광선 다발은 광선 분배기(beam-splitter)에 부딪힌다. 입사광선의 50%가 반사되고 나머지 50%는 투과된다. 이렇게 입사광선은 두 개의 광선 다발로 갈라...
참고 자료
http://phylab.yonsei.ac.kr/
Hugh D. Young, Roger A. Freedman - University Physics with Modern Physics in SI Units (2019, Pearson Education Limited)
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/208_Interferometer_KOR.pdf
Jhon W.Jewett, Jr., Ramond A. Serway(2015) 대학물리학Ⅰ,Ⅱ: 북스힐
Raymond A. Serway, Clement J. Moses, Curt A.Moyer(2007) 현대물리학: 북스힐
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