(A+) 광학실험 실험보고서 - 마이켈슨 간섭계

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 장비
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.결론 및검토
8.참고문헌

본문내용

실험 목적
Michelson 간섭계의 원리를 이해한다.
여러가지 광원으로부터 나오는 빛으로 간섭무늬를 형성한다.
형성된 간섭무늬를 이용하여 광원의 파장, 결맞음 길이, 물체의 두께와 굴절률을 구한다.

실험 원리
마이켈슨 간섭계

<그림 1>, 마이켈슨 간섭계의 개략도.

Michelson 간섭계는 Albert Michelson이 1887년에 발명한 빛의 간섭무늬를 확인하는 장치이다. 이 장치를 이용하여, 마이켈슨과 몰리는 에테르의 존재를 증명하는 마이켈슨-몰리 실험을 수행하였으나, 에테르가 존재하여 간섭계를 회전하며 간섭무늬를 관찰하면 무늬가 달라진다는 그들의 가설과는 다르게 간섭계를 회전하여도 간섭무늬는 변화하지 않음으로 에테르의 존재를 부정하는 실험 결과를 얻었다. 실험으로부터 얻은 결론은, 에테르는 존재하지 않으며 빛의 속력은 모든 방향에서 같다는 것을 확인하였으며, 이는 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 제창하는 데 기반이 되었다.

광경로차와 위상차를 이용하여 빛의 파장 구하기

<그림 2>, 거울의 평행 이동에 따른 관측자 시선에서 광경로차를 나타낸 그림.
광경로차 ∆_p
<그림 1>의 마이켈슨 간섭계에서 경로 1의 빛은 Beam Splitter(BS)를 3번 통과하나, 경로 2의 빛은 1번만 통과하므로 BS에 의한 광경로차가 발생하는데, 이를 보상하기 위해경로 2에 BS와 같은 매질로 만든 Compensator를 BS에 평행하게 놓는다. 이를 통해 광경로차는 <그림 2>와 같이 거울 M1, M2의 위치에만 의존한다 (∆_p=2d cos⁡θ)

참고 자료

부산대학교 물리학과, 광학실험매뉴얼, Michelson 간섭계.pdf
https://www.microscopyu.com/microscopy-basics/coverslip-correction, NIKON INSTRUMENT INC.