[기하광학 실험 A+] 반사와 굴절 실험

소개

"[기하광학 실험 A+] 반사와 굴절 실험"에 대한 내용입니다.

목차

I. 실험 목적

II. 기본이론
1. 기하광학의 기본법칙
2. 프레넬 식

III. 실험 방법
1. 반사율 및 투과율 측정 (공기 → 유리)
2. 투과율 및 임계각 측정 (유리 → 공기)

IV. 실험 결과
1. Notation
2. 실험 1-(1) : 외부반사(공기→유리), p-편광
3. 실험 1-(2) 외부반사(공기→유리), s-편광 § 실험 2-(1) 내부반사(유리→공기), p-편광
4. 실험 2-(2) 내부반사(유리→공기), s-편광

V. 결론

본문내용

실험 목적
빛의 반사와 굴절 실험은 레이저를 이용하여 입사각도에 따른 반사율과 굴절율 및 굴절각을 측정 하고 계산한다. 이를 통해 스넬의 법칙, 전반사 현상을 이해할 수 있다.

기본이론
1) 기하광학의 기본법칙
빛의 경로를 이해하기 위해 기하광학에서 전제되는 3 가지 기본법칙이 있다.

1)_1. 입사파, 반사파, 투과파의 파동벡터는 모두 같은 평면에 있다. 이 평면을 입사면이라 하고 입사면은 경계면에 수직한다.

1)_2. 반사법칙
입사각과 반사각은 같다.

<중 략>

실험 방법
1. 반사율 및 투과율 측정 (공기 → 유리)

1. 그림 3과 같이 레이저, 편광자, 극 좌표판, 반구형 렌즈(유리), 광검출 기를 배치한다.
2. 그림 4와 같이 공기에서 렌즈로 빛 이 입사하는 상황이 되도록 상에 반구형 렌즈를 배치한다.
3. 편광자의 축을 조절하여 s편광의 빛이 렌즈로 입사 되도록 한다.
4. 광검출기와 멀티미터로 편광자를 통과한 레이저 광의 세기를 측정한 다.
5. 레이저가 반원형 렌즈와 극좌표판 의 중심으로 입사하도록 위치를 조 절한다.
6. 극좌표판의 각도를 회전시키며 반 사된 비의 세를 광검출기와 멀티미 터로 측정한다.
7. 극좌표한의 각도를 회전시키면서 굴절각과 굴절된 빛의 세기를 광검 출기와 멀티미터로 측정한다.
8. 편광자의 축을 90도 회전하여 p편 광의 빛이 렌즈로 입사 되도록 하고, (4)~(6)의 실험을 반복한다.

2. 투과율 및 임계각 측정 (유리 → 공기)

1. 그림 5와 같이 공기에서 렌즈로 빛 이 입사하는 상황이 되도록 극좌표 한 상에 반구형 렌즈를 배치한다.
2. 편광자의 축을 조절하여 s편광의 빛이 렌즈로 입사 되도록 한다.
3. 레이저가 반원형 렌즈이 둥근 면으 로 수직으로 입사하여 렌즈이 편평 한 명의 중심과 극좌표판의 중심으 로 빛이 지나가도록 조절한다.
4. 극좌표판의 각도를 0도에서부터 회 전시키며 굴절각과 굴절광의 세기 를 측정한다.

참고자료

· Frank L. Pedrotti, Leno M. Pedrotti, Leno S. Pedrott / introduction to optics 3e / 2018 / p.496-498
· David J. Griffiths, 김진승 역 / 기초전자기학 / 2019 / p.439