'포항공대' 물리실험 - 도플러 효과와 맥놀이를 이용한 빛의 진동수 측정

소개

포항공대 물리학과 물리실험 과목 레포트
도플러 효과를 이용해서 파동의 진동수를 측정하는 실험입니다.
초록-도입-이론-실험방법-결과 및 분석-결론 순서이며, 실제 실험한 데이터와 수식, 직접 그린 그림, 그래프가 포함되어 있습니다.
해당 과목을 수강하는 물리학과 학생과 일반물리실험을 수강하는 공대 학생에게 실험의 내용을 이해하고 실험 레포트를 작성하는데 도움이 될 것이라 생각합니다.

목차

I. 도입 (Introduction)

II. 이론 (Theory)
1. 맥놀이
2. 고전적 도플러 효과
3. 상대론적 도플러 효과
4. 거울의 움직임에 의한 빛의 진동수 변화

III. 실험방법 (Experiment)

IV. 결과 및 분석 (Result & Analysis)

V. 결론 (Conclusion)

본문내용

도플러 효과는 1842년 Christian Doppler의 의해 설명된 현상으로, 파원과 관측자사이의 상대적 운동이 파동의 진동수를 변화시키는 현상이다. 본 실험에서는 도플러 효과를 이용하여 빛(전자기파)에 도플러 변위를 유도하고 이를 중첩시켜 맥놀이 현상을 발생시킴으로써, 파장이 매우 짧아 측정하기 어려운 큰 진동수의 빛을 우회적으로 측정한다. 빛에 도플러 변위를 발생시키기 위해, 광원과 관측자 사이의 상대적 운동을 거울을 회전시킴으로써 만들어 주었다. 이론에 따르면 거울의 회전 진동수와 맥놀이의 진동수 사이는 선형으로 비례하는 관계를 갖는데 본 실험에서 구한 선형계수는 2.28*10^5으로, 이론값과 14.7% 오차의 정확도를 보였다. 본 실험은 큰 진동수를 지닌 파동의 진동수 측정 시 도플러 효과와 맥놀이 현상을 이용하는 것이 효과적임을 보였다.

Introduction

도플러 효과(Doppler Effect)는 파원과 그것을 관측하는 관측자의 상대 속도에 따라 진동수와 파장이 변화하는 현상으로 1842년 Christian Doppler가 발견하여 이름을 붙였다 . 경찰차의 사이렌 소리가 경찰차(파원)이 접근할 때에는 높은 음(큰 진동수)으로 들리고 멀어질 때에는 낮은 음(작은 진동수)으로 들리는 데 이것이 도플러 효과의 대표적인 예다. 빛에 대해서도 도플러 효과를 관측할 수 있는데 광원과 관측자가 가까워지면 원래 빛보다 파장이 짧아지며(청색편이), 멀어지면 원래 빛 보다 파장이 길어진다(적색편이). 도플러 효과의 활용 범위는 매우 다양한데, 움직이는 물체의 속력을 재는 스피드 건, 수면 아래의 지형을 탐사하기 위한 음파 탐지기가 그 예이다. 천문학에서는 멀리 있는 별이 내는 빛의 스펙트럼의 적색편이 또는 청색편이를 분석하여 별이 지구로부터 얼마나 멀어지고 가까워지는 지를 알 수 있다. 미국의 천문학자 Edwin Powell Hubble은 은하의 선스펙트럼의 도플러 효과에 의한..

<중 략>

참고자료

· 없음