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기하광학: 굴절, 전반사, 렌즈 공식2025.11.171. 굴절 법칙(스넬의 법칙) 파동의 굴절 현상을 정량적으로 설명하는 법칙으로, 페르마의 원리와 변분법을 이용하여 유도된다. 빛이 굴절률 n₁인 매질 I에 입사각 θ₁로 입사할 때, 굴절률 n₂인 매질 II로 투과되는 빛의 굴절각 θ₂는 n₁sin θ₁ = n₂sin θ₂의 관계식을 만족한다. 반사의 법칙에 따라 반사광의 반사각은 입사각과 같다. 2. 전반사(Total Internal Reflection) 빛이 물질의 경계면에서 투과하지 못하고 모두 반사하는 현상이다. 임계각은 입사한 빛이 매질을 벗어나지 못하는 각으로, sin θ...2025.11.17
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[일반물리학실험]내부 전반사2025.01.271. 내부 전반사 이 실험은 임계각 이상의 입사각을 가진 빛이 경계면에서 전반사되는 현상을 이해하는 것을 목적으로 합니다. 실험 이론 및 원리에 따르면, 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 광선이 이동할 때 임계각 이상의 입사각에서는 모든 광선이 굴절되지 않고 내부 전반사됩니다. 실험에서는 반원통형 렌즈와 물의 임계각을 측정하고, 이론값과 비교하여 오차율을 계산하였습니다. 실험 결과 분석을 통해 굴절률 차이에 따른 전반사 임계각을 확인할 수 있었습니다. 1. 내부 전반사 내부 전반사는 광학 현상의 하나로, 매질의 경계면에서 빛이 전반...2025.01.27
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[경희대 A+] 물리학및실험 전반사 및 초점거리 실험 레포트2025.05.101. 전반사 및 초점거리 실험 이 실험은 렌즈의 초점거리를 결정하고 렌즈에 의한 상의 배율을 측정하는 것이 목적입니다. 또한 거울에 의한 반사에서 입사각과 반사각을 측정하여 반사의 법칙을 이해하고, 빛의 굴절 실험을 통해 굴절의 법칙을 확인하고 굴절률을 측정합니다. 실린더형 렌즈를 사용한 이유는 반원기둥 모양의 경계면에서 빛이 굴절되지 않기 때문입니다. 전반사 실험에서는 임계각을 찾고 스넬의 법칙을 이용하여 렌즈의 굴절률을 계산합니다. 초점거리 실험에서는 렌즈로부터 물체와 스크린까지의 거리를 측정하여 초점거리를 구하고, 이론값과 비...2025.05.10
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광통신 시스템의 전반사 원리와 광섬유 구조2025.11.151. 전반사(Total Internal Reflection) 빛이 경계면에서 100% 반사되는 현상으로, 경계면 안쪽의 굴절률이 바깥쪽보다 커야 하며 임계각 이상으로 입사해야 한다. 광섬유에서는 코어 구조와 코어보다 낮은 굴절률의 클래드로 구성되어 전반사를 이용해 빛의 손실을 최소화하고 신호 전달을 효율적으로 수행한다. 2. 광섬유(Optical Fiber) 구조 광통신에서 정보 전달을 위해 사용되는 광섬유는 빛이 진행하는 코어와 코어를 감싸는 클래드로 구성된다. 클래드의 굴절률이 코어보다 작아야 전반사가 발생하여 빛이 광섬유 내에...2025.11.15
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빛의 굴절과 반사 및 광학계의 결상원리 분석2025.05.081. 반사의 법칙 반사의 법칙 (Law of reflection)이란, 굴절률이 다른 2개의 매질의 경계면에서 빛이 반사될 때 입사각과 반사각의 크기는 항상 같음을 나타내는 법칙이다. 실험 결과를 통해 입사각과 반사각이 항상 같음을 확인할 수 있었고, 반사의 법칙이 성립됨을 알 수 있었다. 2. 스넬의 법칙 스넬의 법칙 (Snell's law)은 굴절에 관한 물리 법칙으로, 처음 매질의 굴절률, 나중 매질의 굴절률, 파동의 입사각, 파동의 굴절각 사이의 관계를 나타낸다. 실험 결과를 통해 스넬의 법칙이 성립함을 확인할 수 있었고, ...2025.05.08
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빛의 반사와 굴절2025.11.131. 빛의 반사 빛을 거울에 비출 때 빛의 진행 방향이 입사한 방향의 반대로 바뀌어 나가는 현상을 빛의 반사라고 한다. 빛이 입사할 때와 빠져나갈 때의 각은 같으며, 입사각과 반사각이 같다는 반사의 법칙이 성립한다. 이는 거울이나 반사 표면에서 일어나는 기본적인 광학 현상이다. 2. 빛의 굴절과 스넬의 법칙 빛이 두 매질의 경계면을 통과할 때 휘어지는 현상을 굴절이라고 한다. 입사각과 굴절각의 관계는 스넬의 법칙으로 표현되며, n₁sin θ₁ = n₂sin θ₂이다. 여기서 n₁과 n₂는 각 매질의 굴절률이며, 굴절률이 클수록 빛이...2025.11.13
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기초광학실험2025.05.141. 말뤼스의 법칙 실험 결과 입사각이 240°(기준과 같은 각도)일 때 빛의 세기가 최대임을 알 수 있었고 수직에 가까울수록 최솟값을 갖는 것을 알 수 있다. 2. 프리즘의 굴절률 프리즘의 굴절률 실험에서 sin(θ1)/sin(θ2)의 값의 평균이 1.5가 나왔다. 이는 프리즘의 굴절률임을 알 수 있다. 3. 내부전반사각 임계각 실험에서 실험 결과는 45°가 나왔으며 이론값 계산으로 42.16°를 얻었다. 계산 후 오차를 구하였을 때 6.74%로 크지 않은 오차값이 나왔다. 1. 말뤼스의 법칙 말뤼스의 법칙은 인구 증가율이 식량 ...2025.05.14
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빛의 반사와 굴절법칙 - 일반물리실험II A+레포트2025.01.291. 반사법칙 빛이 입사할 때 일부분은 반사되는데 이때, 한 매질에서 다른 매질로 빛이 입사하는 경우 두 매질의 경계면과 수선인 직선이 입사하는 빛과 이루는 각도를 입사각, 반사된 빛이 이루는 각도를 반사각이라고 한다. 반사법칙은 이 입사각과 반사각이 같은 크기를 가짐을 설명한다. 2. 굴절법칙 빛이 두 매질의 경계면으로 입사할 때 일부분은 반사되고 일부분은 굴절된다. 굴절된 빛은 밀한 매질에서 소한 매질로 들어가는 경우 두 매질의 경계면 쪽으로 휘면서 굴절되고, 소한 매질에서 밀한 매질로 들어가는 경우 두 매질의 경계면과 수선인 ...2025.01.29
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서울대학교 물리학실험 - 빛이 있는 곳에2025.05.111. 빛의 반사와 굴절 실험을 통해 빛의 반사 법칙과 굴절 법칙을 검증하였다. 입사각과 반사각의 관계를 그래프로 나타내어 반사 법칙을 확인하였고, 입사각에 따른 굴절각의 변화와 상대굴절률을 계산하여 굴절 법칙을 검증하였다. 실험값과 이론값을 비교하여 오차율을 분석하였다. 2. 빛의 전반사 반원형 렌즈를 이용하여 빛의 전반사 현상을 관찰하였다. 입사각을 조절하여 전반사가 일어나는 임계각을 측정하고, 이를 이론값과 비교하여 오차율을 확인하였다. 3. 빛의 간섭과 에돌이 발 에돌이 발을 이용하여 빛의 간섭 무늬를 관찰하였다. 간섭 조건식...2025.05.11
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빛의 반사와 굴절2025.05.131. 빛의 반사 빛이 한 매질에서 다른 매질로 들어갈 때 경계면에서 반사와 굴절이 일어난다. 입사광선, 반사광선, 굴절광선이 모두 법선을 포함하는 동일한 편명상에 존재하며, 입사각과 반사각 사이에는 입사각()= 반사각(') 이 성립된다. 실험에서 단일 광선으로 거울의 면을 두었고, 무작위의 각도로 광선의 경로를 설정했다. 거울을 치우고 반사면에 수직인 법선을 긋고 각도를 측정한 결과, 이론과 유사한 값이 나왔다. 2. 빛의 굴절 서로 다른 매질의 경계면에서, 경계면에 수직으로 입사하는 경우를 제외하고 전자기파의 전파 방향은 변한다....2025.05.13
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