일반물리학실험- 슬릿에 의한 간섭 및 회절

목차

1. 슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절.hwp
2. 슬릿에 의한 간섭 및 회절.xlsx

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
본 실험은 단일 슬릿과 이중 슬릿에 의한 레이저광의 회절 및 간섭무늬를 관측한다. 이로부터 슬릿의 간격과 폭을 측정하고 빛의 성질인 간섭과 회절을 이해한다.

Ⅱ. 실험 원리
1. 레이저광
가시광을 발생시키는 레이저로 실험실에서 가장 많이 사용되는 것은 He-Ne 레이저(파장 632.8 nm)이며, 출력이 큰 레이저로는 Ar-Ion 레이저(파장 476.5 nm, 488.0 nm, 514.5 nm)가 많이 사용된다. 이 실험에는 다이오드(diode) 레이저(파장 650 nm)를 사용한다. 레이저광선의 중요한 특성 중 하나는 단색성, 즉 단일 파장의 빛을 내보낸다는 것이다. 태양광선을 프리즘에 통과시키면 무지개색의 스펙트럼이 생기는 것에 비해, 레이저광선은 단 하나의 색을 띄는 빛, 단색광을 내보내기 때문에 원하는 특정한 물체에만 반응하게 할 수 있다. 또한, 레이저광선은 간섭성이 아주 크다. 전등 빛은 원자가 제각각 독자적으로 빛을 내는, 간섭성이 적은 빛인 반면, 레이저광선은 이웃한 원자들이 서로 긴밀한 관계를 가지고 있어 전체 원자가 일사분란하다. 또 다른 레이저광의 특성은 직진성이 좋다는 것이다. 레이저 광선은 퍼지지 않고 가느다란 빛으로도 평행하게 멀리 나아간다. 직진성이 적은 전등 빛은 쉽게 퍼지기 때문에 전구에서 멀어지면 빛의 세기가 급격히 줄어드는 반면, 레이저광선은 거리가 아무리 멀어도 빛의 세기가 거의 줄어들지 않는다. 이 때문에 거리, 위치 등을 측정하는 장비에서 활용도가 높다. 레이저 광은 빛의 강도와 가간섭성이 크고 단색성과 평행성이 좋으므로 빛의 간섭 및 회절의 실험에 적합하다.

2. 간섭
둘 또는 그 이상의 파동이 서로 만났을 때 중첩의 원리에 따라서 서로 더해지면서 나타나는 현상을 간섭이라고 한다.
파동들 사이의 위상 차이가 0일 때는 파동의 마루와 마루, 혹은 골과 골이 만나 진폭이 더욱 커지는 보강 간섭이 일어난다.

참고자료

· 일반물리학실험, 제 5판, Part2 슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2018년
· 부산대학교 일반물리학실험실, 슬릿에 의한 빛의 간섭과 회절,
· https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/44357/subview.do
· 최신대학물리학Ⅱ, 제 5판, 27장 파동 광학, Raymond A. Serway, John W. Jewett, 2016년
· 네이버 지식백과, 물리학 백과, ‘간섭’
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3536891&cid=60217&categoryId=60217
· 네이버 지식백과, ‘레이저’
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3571795&cid=58941&categoryId=58960