연세대 물리 실험 (A+) 9.빛의 간섭과 회절

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최초 등록일
2020.12.07
최종 저작일
2020.10
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"연세대 물리 실험 (A+) 9.빛의 간섭과 회절"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험결과
2. 결과분석
3. 토의
4. 참고문헌

본문내용

결과분석
실험1에서는 단일 슬릿에서의 빛의 회절을 이용해 광원의 파장을 구했는데 어느정도 오차가 발생했다. 오차가 발생한 이유는 우선 실험과정 중 슬릿과 조리개 사이의 거리를 자로 재서 오차가 발생했을 것이고, 센서를 이동시키는 도중 너무 빠르게 센서를 이동시켰거나 미세한 진동으로 인해 오차가 생겼을 것이다. 또한 슬릿의 폭 a의 오차범위가 중첩되어 오차가 더 크게 발생했을 것이다.
실험2에서는 이중 슬릿에서의 빛의 회절을 이용해 광원의 파장을 구했는데 어느정도 오차가 발샣했다. 오차가 발생한 이유는 실험1에서와 마찬가지로 실험과정 중 슬릿과 조리개 사이의 거리를 자로 재서 오차가 발생했을 것이고, 센서를 이동시키는 도중 너무 빠르게 센서를 이동시켰거나 미세한 진동으로 인해 오차가 생겼을 것이다. 또한 슬릿의 폭 a의 오차범위가 중첩되어 오차가 더 크게 발생했을 것이다.
실험3에서는 회절격자를 이용하여 광원의 파장을 구했는데 미미한 오차가 생겼다. 오차가 발생한 이유는 우선 실험과정 중 회절격자와 스크린 사이의 거리를 자로 재서 오차가 발생했을 것이고, 센서를 이동시키는 도중 너무 빠르게 센서를 이동시켰거나 미세한 진동으로 인해 오차가 생겼을 것이다. 또한 슬릿의 폭 a의 오차범위가 중첩되어 오차가 더 크게 발생했을 것이다.

토의
실험1
질문: 슬릿의 폭이 감소할수록 회절 무늬는 어떻게 변하는가? 슬릿의 폭이 빛의 파장 수준으로 감소할 경우 어떠한 현상이 예상되는가?
토의: 4개의 그래프를 비교해봤을 때, 슬릿의 폭이 감소할수록 회절무늬는 넓게 퍼지는 것을 볼 수 있었다. 슬릿의 폭이 빛의 파장 수준으로 감소하면 빛의 경로 차의 범위는 가 되므로 하나의 보강간섭 무늬를 보일 것이다.
실험2
질문: 이중 슬릿의 실험 결과와 이론의 그림 3 과는 어떠한 차이가 있는가? 이 차이의 이유는 무엇인가?
토의: 이론의 그림3의 경우 모든 간섭 차수에 대하여 일정한 광도를 가지고 있음을 볼 수 있다.
하지만 이는 슬릿의 폭a가 매우 작을 때에만 해당하므로 실제 실험결과에서는 주변부위에서는 광도가 떨어짐을 볼 수 있다.

참고 자료

University Physics, 14th edition by Young & Freedom
35.1 Interference and Coherent Sources (p.1184~1187)
35.2 Two-Source Interference of Light (p.1188~1191)
36.2 Diffraction from a Single Slit (p.1212~1215)
36.3 Intensity in the Single-Slit Pattern (p.1215~1219)
36.4 Multiple Slits (p.1219~1221)
36.5 The Diffraction Grating (p.1221~1225)
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