A+, 100점) 22학년도 일반물리학실험2 <마이컬슨 간섭계> 실험 리포트

소개글

한양대학교 에리카 22학년도 계절학기 일반물리학실험 2 <마이컬슨 간섭계>실험 리포트입니다.
취득점수 및 최종 점수 모두 100점으로 A+ 받은 리포트이며,
새로 바뀐 장비들(PASCO 850 Universal Interface, Tracker)로 실험한 리포트입니다.
이론과 토의에 심혈의 기울여 작성하였습니다.
실험 결과 분석(계산 과정 등등)은 유효숫자까지 고려하여 상세하게 작성하였기 때문에
실험 결과값을 계산하는데 도움이 많이 될 것입니다.

*모든 사진 또는 그림은 제가 직접 촬영하고 직접 그린 것 입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
2.1. 간섭
2.2. Michelson 간섭계

3. 실험 장비 및 방법
3.1. 실험 장비
3.2. 실험 방법

4. 실험 결과
4.1. 지레비 계산
4.2. 레이저 파장 계산

5. 분석 및 토의

6. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
Michelson 간섭계를 이용하여 헬륨-네온 레이저의 파장을 정확하게 측정한다.

2. 실험 이론
2.1. 간섭
중첩원리에 따라 하나 이상의 파동들이 겹치면 모든 곳의 변위가 더해지게 되 는데, 다시 말해 파장이 같은 다른 파동들이 중첩되어 나타나는 현상을 간섭이라 한다. 이때, 한 파동의 마루와 다른 파동의 마루가 겹치면서 파동의 진폭이 증가 하게 되면 ‘보강간섭’이고, 반대로 한 파동의 마루가 다른 파동의 골과 겹치면 한 파동의 높은 부분이 다른 파동의 낮은 부분을 메우면서 중첩 효과는 감소하게 되 는데, 이것을 ‘소멸간섭’이라 부른다.

2.2. Michelson 간섭계
2.2.1. 간섭계
간섭계는 간섭무늬를 이용하여 길이 또는 길이의 변화를 매우 정밀하게 측정 할 수 있는 장비이다. 빛을 여러 갈래로 나눠서 다른 경로로 진행하게 만들어 재결합시키면 간섭이 일어나는데, 이러한 과정이 간섭계의 작동 원리이다.

2.2.2. Michelson 간섭계
1881년 미국의 물리학자인 알버트 마이컬슨(Albert Abraham Michelson)이 발명한 실험 장치로, (그림 2)는 Michelson 간섭계의 개략도이다.

<중 략>

3.2. 실험 방법
3.2.1. 지레비 계산 및 레이저 파장 계산
(1). (그림 7)과 같이 장비를 배치한다.
(2). 주변을 어둡게 하고, 정렬을 위해 볼록렌즈를 제거 후 레이저의 전원을 켠다. 이때, 레이저광이 사람 눈으로 향하지 않게 조심한다.
(3). 레이저의 광선이 스크린의 두 점에 도달하게 거울 방향과 레이저 방향 등을 서로 수직이 되도록 조정한다. 이후 움직이는 거울의 조절나사를 이용하여 두 점이 정확히 일치하도록 한다.
(4). 볼록거울을 붙여 스크린에 표시되는 상을 크게 만들고, 움직이는 거울의 조절나사를 이용해 두 점이 정확히 일치하도록 조정한다.
(5). 마이크로미터를 0.05mm, 0.1mm, 0.15mm 천천히 돌리면서 간섭무늬가 이동한 개수를 측정한다.

참고 자료

David Halliday · Robert Resnick · Jearl Walker, “일반물리학II 11판(고려대학교 외 5교 역)”, 텍스트북스(2021), pp.429-430.
Richard Wolfson, “핵심물리학 4판(심경무 외 22명 역)”, 청문각(2020), pp.721-722.