32장 빛의성질(파동기하학)

소개

일반물리학실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법 및 구상
5. 참고문헌 및 출처

본문내용

2. 실험 목적
간단한 광학 기구를 사용하여 빛의 반사와 굴절을 알아보고 파동 기하학을 이해한다.

<중 략>

 반사(평면과 곡면 거울)
구면의 일부를 반사면으로 하는 거울. 구의 바깥쪽을 반사면으로 하는 경우를 볼록거울, 구의 안쪽을 반사면으로 하는 경우를 오목거울이라고 부른다. 구면거울의 특성을 나타내는 기하학적 요소로는 구심, 경심, 광축, 초점, 곡률반경, 초점거리가 있다. 구심(C)은 거울 면을 이루는 구면의 곡률중심이며, 거울면의 중심은 경심(c)이라고 한다. 경심(c)과 구심(C)을 지나는 직선을 광축(central axis)라고 부른다. 초점(F)은 광축 위에 있는데 극과 구심의 중점에 위치한다. 볼록거울에서는 초점이 거울 면 안쪽에 있고, 오목거울에서는 초점이 거울 면 앞쪽에 위치한다.

 Snell의 법칙
굴절률이 다른 2개의 등방(等方), 비전도성 매질의 경계에서 빛이 굴절할 때 입사광(入射光)과 굴절광의 방향(각각의 파면 법선의 방향) 사이에 성립되는 법칙.
굴절의 법칙이라고도 한다. 그림에서 보듯이, 굴절률 n1, n2의 두 매질 ①, ②의 경계면상의 0점에 입사하는 빛의 방향을 AO, 굴절하는 빛의 방향을 OA´, 경계면이 법선을 HOH´라 했을 때, AO, HO를 포함하는 면(입사면)과 A´O, OH´를 포함하는 면(굴절면)은 일치하며, AO, AO´는 HOH´의 반대쪽에 있고, 또 ∠AOH(입사각i) 와 ∠A´OH´(굴절각r)의 사이에는 sini/sinr=n2/n1의 관계가 있고, 그 비(매질①에 대한 매질②의 상대 굴절률)는 입사각 i에 관계 없이 일정하다.

 완전반사
빛이 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 진행할 때 입사각이 임계각보다 클 경우 경계면에서 전부 반사(100% 반사)되는 현상이다. 일반적으로 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 진행하면 경계면에서 일부는 투과해 나가고 일부는 반사된다. 그러나 입사각을 점점 증가시키면 특정한 각 이상이 되었을 때 투과하는 빛은 전혀 없고 전부 경계면에서 반사한다. 이것을 전반사라고 하며, 이 때의 입사각을 임계각(臨界角)이라고 한다.

참고자료

· 일반물리학실험 (청문각)