[응용공학실험] 금속 재료의 미세 변위 측정 실험 보고서

최초 등록일
2019.11.15
최종 저작일
2019.05
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목차

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
2. 간섭계의 원리
1) 빛의 보강간섭과 소멸 간섭
2) 마이켈슨 간섭계의 측정 원리
3) 금속 재료의 열팽창 계수 측정 원리

3. 간섭계의 종류와 특징
1) 마이켈슨 간섭계
2) 마하-젠더 간섭계
3) 페브리-페로 간섭계

Ⅱ. 본론
1. 실험 장비
2. 실험 과정
3. 실험 결과
1) 실험 data
2) 실험 결과

Ⅲ. 결론
1. 고찰

Ⅳ. Reference

본문내용

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
빛의 간섭 현상에 대해 이해하고, 마이켈슨 간섭계를 이용하여 관찰한 간섭무늬의 변화를 바탕으로 금속 재료의 미세 변위를 측정한다. 이를 통해 금속 재료의 열팽창계수를 측정함으로써 간섭계를 이용한 재료의 미세 변위 측정 원리를 이해한다.

2. 간섭계의 원리
1) 빛의 보강간섭과 소멸 간섭
간섭은 둘 이상의 파동이 만났을 때, 중첩의 원리에 따라 파동의 진폭이 더해지면서 발생하는 현상이다. 여기서 중첩의 원리는 둘 이상의 파동이 만날 때, 어떤순간, 어떤지점에서 그결과로 나타나는 파동의 변위는 각 개별 파동의 변위의 합과 같다는 원리이다.
간섭 현상은 두 파동의 진동수가 동일하고 위상 관계가 일정할 때 쉽게 관찰되기 때문에, 아래 그림에 진동수가 동일하고 위상관계가 일정한 두 파동의 간섭현상을 나타내고 있다.

그림 1 보강간섭과 소멸간섭

그림 1의 (a)에서 점 b에서 위상이 동일한 두 파동이 도달한다. 따라서 중첩의 원리에 의해 점 b에서 두 파동 각각의 변위의 합이 되어 진폭이 두 배가 된다. 이 현상이 보강 간섭(Constructive interference)이다. 반대로 그림 1의 (b)의 c지점에서는 위상차가 반파장인 두 파동이 만나는 지점 점c 에서는 골과 마루가 일치하기 때문에 진폭이 0이 된다. 이 현상이 소멸 간섭(destructuve uinterference)이다.

2) 마이켈슨 간섭계의 측정 원리
마이켈슨 간섭계는 광원, 광속 분리기(Beam Splitter), 두 개의 거울 (,)로 구성 되어 있고 이 구조는 아래 그림과 같다.

그림 2 마이켈슨 간섭계

그림 2와 같이 광원으로부터 나온 광파는 우측으로 진행하여 O에 있는 광속 분리기(BS)에 의해서 두 갈래 갈라져 한 갈래는 위로 한 갈래는 계속 직진한다. 이 두 광파는 다시 거울 과 에 의해 반사되어 광속 분리기로 되돌아온다. 이때 다시 한번 두 광파는 두 갈래로 나누어져 절반은 광원으로 돌아가고 나머지 절반은 아래로 진행하며 간섭 현상을 일으킨다.

참고 자료

이승환 교수님, 금속 재료의 미세변위 측정 실험, 2019 응용공학실험 강의 자료
간섭계 원리 및 종류, 정보통신기술용어해설, www.ktword.co.kr
마하-젠더 간섭계, 패브리-페로 간섭계, wikipedia.org

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