소개글
"벡터 필드"에 대한 내용입니다.
목차
1. 마이켈슨 간섭계
1.1. 간섭 이론
1.2. 마이켈슨 간섭계
1.3. 간섭계의 기본 작동
1.4. 실험 방법
2. Hall 효과 측정
2.1. 로렌츠 힘
2.2. Hall 효과의 이론 및 원리
2.3. Hall 측정
2.4. 실험 준비물 및 방법
2.5. 실험 결과 분석
3. 광학적 특성 분석
3.1. 광회전 분산(ORD)
3.2. 원편광 이색성(CD)
3.3. ORD를 이용한 카이랄성 분석
3.4. ORD와 CD를 이용한 분석 비교
4. 참고 문헌
본문내용
1. 마이켈슨 간섭계
1.1. 간섭 이론
광선은 진동하는 전기장과 자기장의 파동으로 구성되어 있다. 공간에서 두 개의 광선이 만나면 중첩의 원리에 따라 전기장과 자기장이 합쳐진다. 공간의 각 지점에서 전기장과 자기장은 별도의 빔 필드의 벡터 합으로 결정된다. 두 개의 광선이 별도의 광원에서 발생하는 경우 일반적으로 광선의 전자기 진동 간에 고정된 관계가 없다. 그러한 두 개의 광선이 만나면 어느 순간 공간에 필드가 추가되어 최대 필드 강도를 생성하는 지점이 있을 것이다. 그러나 가시광선의 진동은 인간의 눈이 이해할 수 있는 것보다 훨씬 빠르다. 진동 사이에는 고정된 관계가 없으므로 한 순간에 최대값이 있는 지점이 다음 순간에 최소값을 가질 수 있다. 인간의 눈은 이러한 결과를 평균화하고 균일한 빛의 강도를 감지한다.
그러나 두 개의 광선이 동일한 광원에서 비롯된 경우 일반적으로 두 광선의 진동 주파수와 위상 사이에는 어느 정도의 상관 관계가 있다. 공간의 한 지점에서 빔의 빛은 계속해서 위상이 같을 수 있다. 이 경우 결합된 필드는 항상 최대값이 되며 밝은 점이 보일 것이다. 다른 지점에서 두 광선의 빛은 계속해서 위상이 다를 수 있으며 최소값 또는 어두운 점이 보일 것이다. Thomas Young은 이러한 간섭 패턴을 생성하는 방법을 최초로 설계한 사람 중 한 사람이다. 그는 좁은 간격의 두 개의 좁은 틈에 한 줄기의 좁은 광선이 떨어지도록 했다. 슬릿 반대편에 스크린을 배치했다. 두 개의 슬릿에서 나오는 빛이 화면을 비추면 어둡고 밝은 띠의 규칙적인 패턴이 보인다. 처음 수행되었을 때 Young의 실험은 빛의 파동 특성에 대한 중요한 증거를 제공했다. Young 슬릿은 단순한 간섭계로도 사용할 수 있다. 슬릿 사이의 간격을 알면 최대값과 최소값의 간격을 사용하여 빛의 파장을 결정할 수 있다. 반대로, 빛의 파장을 알면 간섭 패턴에서 슬릿의 간격을 결정할 수 있다.
1.2. 마이켈슨 간섭계
마이켈슨 간섭계는 간섭 무늬를 관찰하거나 레이저의 파장을 측정하는 데 사용되는 도구이다. 1881년 마이켈슨은 빛이 전파될 수 있다고 가정한 매질인 "에테르"의 존재를 테스트하기 위한 방법으로 간섭계를 설계했다. 그의 노력으로 인해 에테르는 더 이상 유효한 가설로 간주되지 않게 되었다.
마이켈슨 간섭계는 레이저 광원의 빔을 빔 스플리터로 분할하여 두 개의 광선을 만들고, 이 두 광선을 서로 다른 광경로를 거쳐 간섭시킴으로써 간섭 패턴을 만들어낸다. 이 때 두 광선은 동일한 광원에서 비롯되므로 진동 주파수와 위상 사이에 상관관계가 있다. 공간의 한 지점에서 두 광선이 계속해서 위상이 같으면 최대값이 되고, 다른 지점에서는 최소값이 된다. 이러한 간섭 패턴을 관찰하여 빛의 파장을 측정할 수 있다.
마이켈슨 간섭계에서 레이저 광원의 빔은 빔 스플리터에 의해 두 개의 빔으로 분할된다. 한 빔은 미러 M1을 향해 반사되고, 다른 빔은 미러 M2를 향해 전송된다. M1과 M2에서 반사된 두 빔은 다시 빔 스플리터에서 만나 간섭하게 된다. 미러 M2를 이동시키면 두 빔의 광경로 차이가 변화하므로 간섭 패턴이 변하게 된다. 이를 통해 빛의 파장을 계산할 수 있다.
간섭계의 기본 작동을 위해서는 빔 스플리터와 이동식 미러 M2의 정렬이 중요하다. 고정 미러 M1은 정렬 브래킷에 장착되며, 각도 조정용 나사로 정렬을 할 수 있다. 이동식 미러 M2는 마이크로미터 손잡이를 사용하여 제어 및 측정된다. 이 때 M2의 반사면이 빔 축에 수직을 유지하도록 밴드 캐리지가 사용된다. 간섭계의 거울 사이에 렌즈를 넣거나 빔 스플리터 또는 유리판을 추가하면 간섭 무늬의 변화를 관찰할 수 있다. 또한 거울의 방향이 기울어져 있으면 화면의 간섭 무늬가 더 볼록하게 나타난다.
1.3. 간섭계의 기본 작동
간섭계의 기본 작동은 다음과 같다. 마이켈슨 간섭계의 레이저 소스의 광선이 빔 스플리터로 이동하면, 빔 스플리터는 입사광의 50%를 반사하고 나머지 50%를 투과시키도록 설계되었다. 따라서 입사 빔은 두 개의 빔으로 분할된다. 한 빔은 미러 M1을 향해 반사되고 다른 빔은 미러 M2를 향해 전송된다. M1과 M2는 빔 스플리터 쪽으로 빔을 반...
참고 자료
http://gdpresent.tistory.com/69 (홀효과)
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원자층 증착법에 의한 광소자용 ZnO 박막의 성장과 특성연구 2006년 2월 (김형순, 이종무, 김현우)
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