한양대학교 에리카 일반물리학실험2 / 7. 편광,반사,굴절 (A+)

소개

한양대학교 erica 일반물리학실험2의 일곱번째 실험인 편광, 반사, 굴절 2023년도 2학기 A+ 레포트 입니다. 모든 레포트는 직접 자료조사와 공부를 통해 많은 시간을 들여 작성하였습니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론 및 원리
4. 장치 및 방법
5. 실험 결과
6. 분석 및 토의
7. 결론
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목
편광(Polarization), 반사, 굴절

2. 실험 목적
빛에 대한 기본적 성질들을 바탕으로 전자기파로서의 빛이 광학 부품인 편광기에 의해 편광 될 때, 편광기를 통과한 빛의 세기의 변화 경향성을 관찰해보고, Malus의 법칙에 대해 탐구해본다. 또한 빛의 반사 법칙과 굴절 법칙을 실험적 과정으로 성립함을 관찰해보고 직접 각을 구해본다.

3. 이론 및 원리
3.1. 편광
전자기파가 어느 방향으로 진행할 때, 그에 존재하는 전기장이나 자기장이 특정 방향으로 진동하는 현상을 편광이라 한다. 좌측의 그림은 전기장이 진행방향을 기준으로 상하로 진동하는 것을 확인할 수 있고, 자기장은 좌우로 진동하는 것을 확인할 수 있다. 진행방향을 x축, 그에 대한 상하로의 방향을 y축으로 설정한다면, 전기장E를 포함하는 평면은 진동 평면을 의미하며 방향을 고려하여 y축 방향으로 평면 편광 되어있다고 표현한다. 만약 이를 x축을 정면에서 바라보는 방향에서 본다면 전기장은 상하의 위치가 y축을 따라 지속적으로 변화한다는 것을 알 수 있고, 수직으로 편광된 빛이 지면으로부터 나오기 때문에, 전기장 또한 모두 수직이다.
3.2. 편광된 빛
일상생활에서 주로 접하는 광원으로부터 나오는 전자기파는 전파 중 전기장의 편광면이 무작위로 빠르게 변하는데 이를 곧 비편광 돼있다고 표현한다. 앞서 작성 하였듯이, 주어진 한 점에서의 전기장은 파동의 진행 방향과 수직인 (y축) 평면상에서의 방향을 바꾸게 된다. 그렇기에 어느 시간 간격 동안 정면에서의 진동 방향을 나타낸다면, 이는 좌측의 그림과 같이 수많은 방향으로의 화살표를 이용하여 표현해야한다. 그림에서의 전기장을 각각 y축, z축에 관한 성분으로 표현한다면, 알짜 y성분은 y축에 평행하도록, 알짜 z성분은 z축에 평행하도록 진동할 것이다. 이러한 방법으로 비편광된 빛을 y-z 평면에 표현한다면, 이는 두 개의 편광된 파동의 중첩으로 표현이 가능하다.

참고자료

· 일반물리학실험, 정희준, 174~194p, 2023
· 일반물리학(개정 11판), D. H. Haliday 외 2명, ㈜텍스트북스, 352p~367P, 2021