빛의 반사와 굴절 예비레포트

소개

빛의 반사와 굴절 예비레포트

목차

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
3. 본 실험의 수행 과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.

본문내용

7-1. 빛의 반사 및 굴절 법칙
1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
레이져(LASER) 광을 이용하여 빛의 반사 및 굴절 법칙을 이해하고, 림계각을 측정하여 사용한 물질의 굴절률을 구한다.
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
1. 반사의 법칙과 스넬(Snell)의 법칙
그림 1은 빛이 한 매질로부터 다른 매질로 입사하여, 일부는 반사되고 일부는 토과되는 것을 보여주고 있다. 이 때, 두 매질의 경계면에 수직으로 그은 선을 법선(法線, normal)이라 하며, 이 선과 입사광반사광투과광이 이루는 각을 입사각반사각굴절각이라 한다. 이 중, 반사각과 굴절각은 같으며, 이를 반사의 법칙이라 한다. 즉,
또한, 입사각과 굴절각 사이에는
의 관계식이 성립하는데, 이를 스넬의 법칙이라고 한다. 이는 경험적인 법칙이 아니고, 빛의 경로(path)에 관한 깊이 있는 원리로부터 유도될 수 있는 식이다.
2. 굴절률(屈折率, Index of Refraction)
매질 속에서 빛의 파장은 진공에서의 파장보다 짧다. 한편, 진동수는 매질에 관계없이 일정하다. 두 매질에서의 진동수가 다르다면, 그 경계면에서 어떤 비상식적 현상이 일어날지 생각해 보라. 파동의 전파속도는 진동수와 파장의 곱에 의해 주어지므로, 매질 속에서 빛의 속력은 진공에서의 속력보다 작다.


3. 본 실험의 수행 과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.
실험1. 반사
(1) 레이져 광, 극좌표판, 평면거울 및 지지대 등을 그림 3(A)와 같이 배치한다,
↓
(2) 평면거울이 각도기판 중심을 지나고 각도기판에 수직이 되도록 세우고 입사광이 각도기 중심을 향하도록 한다.
↓
(3) 입사광과 반사광이 모두 판에 대하여 수평하도록 맞춘 후에 극좌표판을 돌리면서 반사되어 나오는 광선을 스크린에서 찾는다.
↓
(4) 입사각과 반사각을 측정한다.
실험2. 굴절
(1) 그림 3(B)와 같이 반원형 프리즘의 직경인 면이 각도판 중심을 지나도록 놓고 입사광과 굴절광에 대하여 반사 실험 때와 같은 조정을 한다.
↓
(2) 작은 입사각으로부터 각도기를 돌리면서 스크린에서 광선을 찾으며 입사각과 굴절각을 측정한다.
실험3. 임계각
(1) 굴절 실험 때와 반대로 그림 3(C)와 같이 반원형 프

참고자료

· 1. 신성태, 박상순, 이원식, 이정화, 최봉수 공저, <<대학물리학>>, 한올출판사
· 2. 일반물리학교재편찬위원회, <<일반물리학>>, 청문각