빛의 간섭과 회절

목차

1. 위상차
2. 빛의 회절과 영의 간섭실험
3. 빛의 간섭과 세기
4. 빛의 세기에 관한 식 증명
5. 빛의 위상차식 증명
6. 박막간섭
7. 두께가 매우 얇은 박막
8. Michelson 간섭계

본문내용

1. 위상차
굴절률이 서로 다른 매질을 파동이 통과하면 두 파동 사이의 위상차가 달라진다. 이때 나타나는 위상차는 간섭의 주요 원인이 된다. 빛이 굴절률이 다른 두 매질을 통과할 때 두 매질 안에서 파장이 다르므로 두 파동의 위상은 일치하지 않는다. 빛이 길이가 이며 굴절률이 인 매질과 굴절률이 인 매질을 통과할 때를 가정하자. 이때 길이 의 매질 1에 들어있는 파동의 개수를 , 매질 2에 들어 있는 파동의 개수를 라고 할 때 매질 1과 매질 2에서의 파장은 아래와 같이 나타낼 수 있다.

그리고 파동의 개수는 각 파장에 관한 함수로 다음과 같다.

식에 식을 대입하자.

이때 을 가정하자. 두 파동의 개수차는 으로 나타낼 수 있다. 두 파동의 개수차는 아래와 같다.

그리고 와 같이 의 값이 정숫값을 가지면 완전 보강 간섭이 일어남을 알 수 있다. 반면, 와 같이 의 값이 분수값을 갖는다면 상쇄간섭이 일어남을 알 수 있다.

그림 . 빛의 회절
2. 빛의 회절과 영의 간섭실험
회절(diffraction)이란 파동이 장애물의 틈을 통과할 때, 파동이 퍼지며 진행하는 현상을 말한다. 1801년, Thomas Young은 빛이 파동임을 증명했다. 그의 실험에 따르면 빛은 수면파, 음파와 같이 서로 중첩되거나 상쇄되어 세기의 증감을 보였다. 이는 빛이 골과 마루가 존재하여 파동임을 증명하는 것이다. Thomas Young은 실험을 통해 태양광의 평균 파장을 570nm로 측정했다. 이는 현재 공인된 태양광선의 파장 555nm와 매우 유사하다.

참고 자료

없음