[물리학실험보고서] (재택실험) 광학 회절과 간섭 실험보고서

*현*
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최초 등록일
2020.08.24
최종 저작일
2020.04
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소개글

"[물리학실험보고서] (재택실험) 광학 회절과 간섭 실험보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 과제
8. 논의 및 결론
9. 참고문헌

본문내용

6. 실험결과
(1) 머리카락 슬릿 실험
보통 머리카락의 굵기는 정도 됨을 이용해 (식 4)를 이용해 파장을 계산하였다. 각 경우의 파장값을 평균내 보았다. 실제 레이저의 파장은 65010 nm 이므로 계산과 잘 맞음을 확인 할 수 있다.

(2) 커터 날 단일슬릿 실험
커터 날 사이의 간격을 전선의 굵기 0.24mm로 정하고, 식 5를 이용해 파장을 계산하고 파장값을 평균내었다. 542.10 nm로 실제 레이저의 파장과 약 100nm 정도 차이가 난다. 이 오차는 날사이의 간격을 제대로 맞추지 못하여 생긴 오차로 추정된다.

처음 단일슬릿사이의 간격을 정할 때, 전선(약 0.24mm)을 이용해 간격을 맞췄는데 전선의 굵기에 딱 맞추기에는 어려움이 있었다. 전선이 날 사이를 통과가 가능한 정도로 간격을 설정해서 실험을 진행하였는데, 만약 이 간격을 (0.24보다 조금 더 넓은) 0.3mm로 설정하고 구한 파장은 다음과 같다.

<중 략>

(2) 아래 질문에 대해서 실험 결과를 근거로 논의하시오.
질문1 : 1)에서 머리카락이 이중슬릿 역할을 하나?
머리카락은 슬릿의 폭 b가 슬릿의 간격 a에 비해 아주 큰 이중슬릿이라고 생각 할 수 있다.
실험 (1)로 구한 파장의 길이를 구할 때 (식 4)를 이용해 구했는데, 이는 이중슬릿에서의 식이며, 그 계산값도 실제 레이저의 파장과 매우 비슷하다.

질문2 : 실험 1)과 3)의 결과는 어떤 점이 비슷하며, 어떤 점이 다른가?
실험 1 머리카락 슬릿의 경우에는 슬릿의 폭(b)가 슬릿 간극(a)보다 더 크다

(식 9)에서 의 영향이 의 영향보다 크게 된다. 그럼 항을 무시하면 복사조도(식 8)의 그래프는 (그림 3) (a)에서 점선의 모양에 가까워진다. 그럼 (그림 5)처럼 관측되는 것이 맞다.

실험 3에서는 슬릿의 폭(b)를 슬릿의 간격(a)과 비슷하게 만들어 주었고 (식 8)에서 항을 모두 고려한다. 그럼 (그림 3) (b)와 같은 회절무늬가 나타난다. 측정한 회절무늬는 (그림 7)이다.
즉 두 실험은 같은 이중슬릿 실험이지만, 슬릿의 폭(b)의 차이에 의해서 다른 회절무늬가 나타나게 되는 것이다.

참고 자료

최신광학개론(pedrotti) 3nd edition
*현*
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