광학실험 보고서 빛의 굴절 법칙1

목차

1. 목적
2. 이론적 배경
3. 실험방법 및 결과
4. 실험 결과 값의 계산
5. 검토 및 토의
6. 결론

본문내용

광선 보기 테이블을 이용해 굴절의 법칙이 유요한가를 시험하고 아크릴의 굴절률을 측정한다

이론적 배경
빛의 굴절은 빛이 어느 한 물질에서 다른 물질로 진행할 때, 매질의 밀도 차이에 의해 빛 좌우의 속도 차이가 생겨서 경계면에서 진행 방향이 꺾이는 현상을 말한다. 법선은 경계면과 수직인 선이고, 입사광선은 경계면을 향하여 들어가는 빛이며 굴절 광선 나아가는 빛이다. 입사각은 입사 광선과 법선이 이루는 각이며, 굴절각은 굴절 광선과 법선이 이루는 각이다 입사광선, 반사광선, 투과광선, 법선은 모두 같은 평면상에 있다. 굴절률(refractive index, n)은 굴절되는 정도를 나타내는 비례상수로 n=c/v 이다. 반사의 법칙에 의하면 θ_1=-θ_1^'이며 굴절의 법칙에 의하면 n_1 sinθ_1=n_2 sinθ_2 이다. 이것이 스넬의 법칙(Snell’s law), 굴절의 법칙(the laws of refraction)이다.

실험방법 및 결과
실험장비 : 광학대, 광원, 광선 보기 테이블, 광학 부품 고정대, 슬릿판, 슬릿 마스크, 원통형렌즈
1. 슬릿판과 슬릿마스크를 빛이 한 줄기만 나오도록 배치하고 광선 보기 테이블의 중앙을 통과하도록 조절한다.
2. 원통형렌즈의 평면을 광원에 마주보게 배치하여 빛이 수직으로 입사 하도록 조절한다.
3. 광선 보기 테이블을 실험 하고자 하는 입사각으로 조절하여 굴절각을 측정한다.

결론
n_1 sinθ_1=n_2 sinθ_2 식을 이용해 아크릴의 굴절률을 측정해 보았더니 대략 1.555정도 나왔다. 입사각과 굴절각의 비율로 보아 빛이 굴절할 때 n_1 sinθ_1=n_2 sinθ_2과 같은 굴절의 법칙이 유요하다는 것을 확인할 수 있었다.

1. 빛이 렌즈의 평면을 수직으로 통과할 때 광선의 방향은 휘어집니까?
- 결과 값을 보았을 때 입사각이 0도 일 때 굴절각도 0도 임을 알 수 있기 때문에 광선은 휘어지지 않는다.
2. 빛이 렌즈의 원형면을 수직으로 통과할 때, 광선의 방향은 휘어집니까? - 렌즈의 원형면을 수직으로 통과하면 광선의 방향은 질문 1과 동일하게 휘어지지 않고 렌즈를 일직선으로 통과한다.

참고자료

· 두산백과, “빛의 굴절”
· 비상학습백과 중학교 과학, “빛의 굴절”
· 문용식, 기초 광학 실험, 북스힐
· 위키백과, “스넬의 법칙”, https://ko.wikipedia.org/wiki/스넬의법칙
· 김경헌 외 14인, 대학물리학, (인하대학교 출판부, 인천, 2006), 제23장.
· D. Halliday et al, FUNDAMENTALS OF PHYSICS, (John Wiley & Sons, Inc., 2005. 7/E), Chapter 33.
· 한국물리학회, 일반물리학실험, (請文閣, 1997), p.231
· 정보통신기술용어해설, http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=2523