빛의 속도(광속) 측정 실험, 유리 굴절률

소개

빛의 속도 측정 실험(Measurement of Speed of Light) 결과 보고서입니다.

실험을 통해 측정한 데이터는 표로 정리했고, 실험 당 기기 셋팅 사진을 포함합니다.

빛의 속도 측정과 유리의 굴절률 측정 실험에서는 데이터 도출 과정과 각각 빛의 속도와 굴절률을 계산하기까지 필요한 수식들을 정리했으며 계산 과정을 모두 정리했습니다. 또한 오차율도 계산 과정과 계산값일 포함됩니다.

기하광학과 구면수차 실험에서는 광학 실험세트를 통해 광선의 굴절을 관찰하는만큼 레이저 광선의 굴절이 잘 보이게 사진을 촬영했습니다.
뿐만 아니라 각각의 광학기기에서 광선의 굴절이 어떻게 이용되는지 초점거리와 관련지어 분석하였고, D렌즈에서는 D렌즈의 크기에 따라 구면수차가 어떻게 달라지는지 어떻게 구면수차를 보정하는지에 대해 수치로 계산하여 분석했습니다.

실생활 응용에서는 각각의 응용 사례에 어떻게 응용이 되는지 원리를 정리하여 작성했습니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 데이터
1) 공기에서의 빛의 속도 측정
2) 유리 굴절률 측정
3) 기하광학과 구면수차
(1) 정상안
(2) 근시안과 근시안의 교정
(3) 원시안과 원시안의 교정
(4) 카메라 렌즈
(5) 망원경
(6) 천체 망원경
(7) 카메라 망원렌즈
(8) 작은 D렌즈
(9) 큰 D렌즈

3. 실험 결론
1) 공기에서 빛의 속도 측정
2) 유리 굴절률 측정
3) 기하광학과 구면수차

4. 실생활 응용
1) 레이저 이용한 거리 측정을 통해 조선소의 정도관리
2) 구면렌즈 카메라의 조리개를 통한 구면수차 보정
3) 안경을 이용한 시력 보정

5. 참고문헌

본문내용

Measurement of Speed of Light
1. 실험 목적
공기 중 광속을 측정하고, 유리내의 광속을 측정하여 유리의 굴절률을 계산 해 본다. 기하광학 실험세트를 통해 광선의 굴절을 관할하여 구면수차를 이해한다.

2. 실험 데이터
1) 공기에서 빛의 속도 측정
Laser Motion Sensor와 End Buffer 사이 거리를 d라 하고, d를 변화시키며 빛이 d를 왕복하는데 걸리는 시간인 Δt를 측정한다.

d값은 Laser Motion Sensor와 End Buffer 사이 거리이므로 실제 빛이 이동한 거리는 2d값에 해당한다. 따라서 공기 중 빛의 속도는 Δt(ns)/2d(m)을 통해 계산 할 수 있다.
d가 0mm 일 때의 Δt를 0으로 영점 조절하지 않아서 Δt가 -0.233ns로 측정되었다.

참고자료

· 레이저거리측정기를 활용한 중소형 조선소의 정도관리 적용 가능성 연구 / 구본재 / 인하대학교 조선해양공학과 석사학위논문 / 2016 / pp.1~2
· 김한섭 / 광선 역추적 방식을 이용한 구면수차 제거 비구면 렌즈의 설계 및 제작에 관한 연구 / 울산대학교 기계자동차공학과 박사학위논문 / 2006 / pp.19~20