[한양대 에리카A+]빛의 간섭 및 회절

소개

"[한양대 에리카A+]빛의 간섭 및 회절"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
2.1 빛
2.2 빛의 파동
2.3 이중슬릿간섭
2.4 단일 슬릿이 만드는 회절 무늬

3. 실험 방법

5. 분석 및 토의

6. 실험 결과

7. 과제용 질문 해결
7.1 빛이 입자성 또는 파동성만 갖고 있으면 생기는 일
7.2 파장이 진행되는 과정에 막는 큰 벽이 있을 경우
7.3 오차의 변동이 심한 이유

8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
이중 슬릿에 의해 생기는 간섭과 단일 슬릿에 의해 생기는 회절 무늬를 관찰하여 슬릿의 폭, 슬릿 사이의 간격과 빛의 파장을 구한다.

2. 실험 이론
2.1 빛
Maxwell은 빛이 전기장과 자기장의 진행파동 즉, 전자기파라는 것을 밝혔다. 모든 전자기파는 같은 속도로 움직이며 이를 빛의 속도라고 한다. 깨끗한 금속 표면에 빛의 조사하면 표면에서 전자가 방출되는 데 이를 광전 효과라 한다. Einstein은 금속 표면을 때리는 복사 에너지는 작은 에너지 다발의 흐름처럼 행동한다고 가정하였으며 각 에너지 다발은 에너지의 입자와 같으며 그 입자를 광자라고 한다. 각 광자는 빛의 진동수에 Planck 상수를 곱한 양과 같은 에너지를 가져야 한다.

빛의 에너지값이 빛의 진동수에 의존한다는 아이디어는 다른 종류의 전자기파가 물체에 미치는 여러 가지 효과를 이해하는 데 도움을 줄 수 있다. 즉, 빛은 파동과 같은 성질과 입자와 같은 성질을 동시에 갖는다. 또한 빛의 상황에 따라 파동에 더 가깝게 혹은 입자와 더 유사하게 행동할 것이다.
2.2 빛의 파동
파동은 매질을 통해 운동이나 에너지가 전달되는 현상을 말한다. 파동의 간섭은 두 가지 이상의 파장이 첨가되어 새로운 파장의 형태를 나타내는 것을 말하며 간섭의 종류에는 보강 간섭과 상쇄간섭이 있다. 보강 간섭은 같은 위상의 두 파동이 중첩될 때를 말하며 이중 완전 보강 간섭은 파동의 마루와 골이 완벽하게 일치하는 경우로서 파동의 변위가 두 배가 된다. 상쇄 간섭은 반대 위상의 두 파동이 중첩될 때 일어나는 간섭이다. 이중 완전 상쇄 간섭은 한 파동의 골과 다른 한 파동의 마루가 일치하는 경우로서 이 경우에는 파동의 변위가 0이 된다. 다만 이는 파동의 변위에만 영향을 주고 파동의 진행에는 아무런 영향을 끼치지 않는다. 경계면을 지나 빛이 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 속력이 변한다는 것은 곧 빛의 파장이 변한다는 것이다. 매질 안에서 속력은 매질의 굴절률에 의존한다. 즉, 매질 안에서 빛의 파장은 매질의 굴절률에 의존한다.

참고자료

· 일반물리학2/개정 11판/Jearl Walker외 2명/407~416pages/빛의 파동현상, Young의 간섭 실험
· 일반물리학실험/한양대학교-물리학교재연구실 편/제 4판/173~181pages/빛의 간섭과 회절