02.간섭을 이용한 물결파의 파장측정

소개

일반 물리학 실험 사전 결과 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

사전 Report : 간섭을 이용한 물결파의 파장측정
1. 실험 목적
두 파원으로부터의 수면파가 중첩할 때 나타나는 현상과 간섭을 관찰하고 파장을 측정한다.
2. 이론 및 원리
물에 돌을 던지면 돌이 떨어진 지점을 중심으로 동심원의 파문이 퍼져나가는 것을 경험해 보았을 것이다. 이러한 물의 파동 즉 수면파는 적당한 크기의 파장과 진동수를 가지고 있어 공간적으로 펼쳐진 파동의 모습이나 시시간각 변하는 한 지점에서의 수면의 진동을 눈으로 쉬 느낄 수 있어서 파동의 여러 현상을 설명하는 좋은 예가 된다. 이렇게 수면파의 간섭을 보여주는 장치로 물결통 실험장치가 있다.
위의 사진처럼 동시에 같은 진동수로 두 지점에 파동을 발생시키면 이 지점으로부터 수면파가 동심원으로 퍼져 나간다. 이때 파가 만들어지는 두 지점의 거리가 적당하면 지역에 따라 진동이 크게 일어나는 보강간섭의 영역과, 진동이 적게 일어나는 소멸간섭의 영역이 생겨난다. 두 구면파의 진동수를 동일하게 하면서 막대로 물을 진동시키는 시간차(위상차)를 일정하게 유지한다면 보강간섭이나 소멸간섭의 영역이 늘 변하지 않고 일정한 형태를 유지 할 것이다. 즉 수면파의 경우 가간섭성을 가진 파동을 만드는 것이다.
물결통 실험장치를 통해 간섭이 생기는 상황을 잘 살펴보면 수면파가 뛰노는 물의 표면, 즉 2차원의 공간 위에 위치에 따라 진동의 폭이 큰 영역과 적은 영역이 확연하게 구분되어 보인다. 이때 일어나는 현상과 간섭을 관찰하고 파장을 측정한다.
3. 실험 장치
수면파 투영장치, 줄자, 투명자, 물체, 반사파방치 스펀치
4. 실험 방법
(1) 수조에 물결파 발생 장치를 하고 물을 채운다. 물결통 위에는 물결통을 투영할 수 있는 광원을 장치하고, 바닥에는 흰 종이를 놓는다.
(2) 구면파 발생 장치를 이용하여 두 개의 점파원을 만든 후, 파동 발생 장치를 동작시켜 수면파를 만들고 스크로보스코프를 통하여 수면파의 무늬가 선명하게 보일 수 있도록 조절 한다.
(3) 흰 종이 위에 나타난 간섭 무늬를

참고자료

· 「고등학교 물리I (3)-파동과 입자」