마이크로웨이브 예비레포트

소개

마이크로웨이브 예비레포트입니다.

목차

마이크로 웨이브 실험
■ 실험 목적
■ 실험 이론
■ 실험 장치
■ 실험 방법

본문내용

■ 실험 목적
파동이 갖고 있는 일반적인 성질을 이해한다. 마이크로파는 수 cm 정도의 파장을 갖고 있어 실험실에서 쉽게 파동의 여러 성질을 재현할 수 있다. 본 실험은 마이크로파를 이용한 여러 실험의 준비 단계로서 반사의 법칙과 굴절의 법칙을 확인하고, 정상파를 형성하여 그로부터 파의 파장을 정확하게 측정한다.

■ 실험 이론
○ 실험1. 반사, 굴절의 법칙
평면파가 균일한 매질을 진행할 때는 진행 방향을 바꾸지 않고 직진을 하지만, 전파속도가 다른 매질의 경계면에 진입을 하면 진행 방향이 바뀌게 되고(굴절), 또한 그 경계면에서 부분적인 반사가 일어난다. 입사파의 진행 방향과 매질의 경계면, 굴절파의 진행 방향, 반사파의 진행방향 사이에는 간단한 관계가 성립한다. 즉 입사각과 반사각은 같다는 반사의 법칙, 입사각과 굴절각의 sine비는 각 매질에서의 파동의 전파속도의 비로 주어 진다는 것이다. 이는 파동의 일반적인 속성으로서 입자의 경우에는 반사의 법칙은 단순계일 때는 성립하지만 굴절의 법칙은 성립하지 않는다. 특히 굴절의 법칙은 전파속도의 비에 대해 반대로 성립하는 경향이 있어 역사적으로 빛이 파동의 성질을 가지고 있는 증거가 되기도 하였다.

입사각을 θi, 반사각을 θr, 굴절각을 t라 하고 파가 속도 vi인 매질에서 vt인 매질로 입사했을 때 두 법칙은 다음과 같이 표현된다.

그림 1. 정상파. 그림의 오른편에서 왼편으로 입사하는 파동이 왼쪽에 있는 벽을 만나서 반사되어 나온다. 이때 반사되어 나오는 파는 입사파에 비하여 반대의 위상(180o)을 가지고 있다. 입사파와 반사파가 합성되어 오른편에 적혀 있는 시간별로 파가 진동을 한다.
○ 실험 2. 이중 슬릿 실험에 의한 간섭
그림에서 보이는 것처럼 S1, S2 두 슬릿을 통과한 파동은 각각 그 파면이 구면(엄밀하게는 원기둥)으로 퍼져 나간다. 그림에서 동심원으로 표시한 구면은 어느 순간의 파의 마루 부분이라 할 때, 두 마루가 만나고 있는 지점은 언제든지 같은 마루일 때나 골일 때, 즉 같은 위상으로 만나게 되어 파의 세기는 최대가 된다. 이러한 현상을 보강간섭이라 한다. 또한 그 사이사이에 있는 마루와 골이 만나고 있는 지역은 언제든지 서로 반대인 상태로 만나므로 파가 완전하게 상쇄되어 소멸되어 버린다. 이를 상쇄간섭이라 한다.
슬릿 S1에서 r1, 슬릿 S2에서 r2 떨어진 P점에서의 합성된 파의 세기는 다음과 같다.

참고자료

· 없음