[일반물리학실험] 수면파발생 실험보고서

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 질문 및 토의
8. 논의 및 결과
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적

수면파 발생장치로 수면파를 발생시키고 여러 가지 방해물을 이용하여 파동의 반사, 굴절, 회절 및 간섭 현상을 관찰한다.

2. 실험 원리

1) 반사의 법칙
파동이 진행하다 장애물을 만나면 일부는 굴절하고 일부는 반사한다. 이때 반사하는 파동은 반사의 법칙을 따른다. 입사하는 파동의 파면인 AB가 장애물(반사면) AB^'에 비스듬히 입사한다. 그러므로 A가 먼저 반사면에 닿는다. 파동이 A에서 반사되어 A’에 도달할 동안 B점의 파동은 B’에 도달한다. 파동의 속도 v는 일정하고 A에서 B로 가는 시간을 t라고 하면 AA^'=BB^'=vt가 성립한다.파면은 파동의 진행방향과 수직이므로 A’, B는 수직이다. 또 AB’는 공통이므로 다음이 성립한다.

2) 굴절의 법칙
파동은 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 파동의 속도가 달라지므로 굴절이 일어나게 된다. 속도가 달라지므로 파동은 각 매질에서 파장과 진행방향이 바뀌게 된다. 굴절의 법칙은 일반적으로 스넬의 법칙으로 잘 알려져 있다. 스넬의 법칙은 다음과 같다. 여기서 n은 굴절률, λ는 파장 v는 속도이다. 아래 첨자가 1인 값들은 그림 1-2에서 x축 위쪽 매질에서의 정보이고, 2인 값들은 x축 아래 매질의 정보이다

3) Huygens 원리
1. 파면상의 모든 점들이 구면파를 발생시키는 파원으로 생각할 수 있으며, 이 구면파는 매질에서의 파동의 속력을 가지고 바깥쪽을 전파된다.
2. 일정시간 후 생성되는 파면은 각 구면파들이 겹쳐서 만드는 포락선이다.
포락선 : 규칙성을 가지는 곡선 무리에 모두 접하는 곡선

4) 회절과 간섭
진행하는 파동이 장애물을 만났을 경우 틈이 있으면 그 틈사이로 회절을 하고 여러 개의 틈이 있으면 각각에서 생긴 회절 파동이 서로 간섭을 한다. 회절은 에돌이라고도 하는데, Huygens의 원리에 의해 발생하게 된다. 이 회절은 장애물의 틈이 좁을수록 또 파장이 길수록 잘 일어난다. 이 회절은 우리가 담장 너머에서 나는 소리를 들을 수 있는 이유이다.

참고자료

· [대학교 일반물리2]스넬의 법칙, 스넬법칙(Snell's Law)/호이겐스의 원리, 하위헌스의 원리(Huygens’s principle)/최소시간의 원리|작성자 의데공대생