빛의 반사와 굴절법칙 - 일반물리실험II A+레포트

소개

2024-2학기 일반물리실험II A+ 레포트입니다.
일반물리실험은 레포트 작성에 긴 시간 들이지 마시고 다른 과목 공부하시는 걸 추천드립니다.

목차

I. 실험 목적
II. 데이터 정리
III. 결과 분석
IV. 질문
V. 토의
VI. 참고문헌

본문내용

I. 실험 목적
광선을 추적하여 두 매질의 경계면에서 발생하는 반사와 굴절과 관계되는 기본법칙들의 이해를 돕는다.

II. 데이터 정리
실험 1에서 광원의 빛이 아크릴을 향했을 때 굴절되는 빛과 반사되는 빛이 감지된 각을 구하였다. 실험 2에서 아크릴 내부에서 전반사가 일어나 굴절되는 빛이 사라지는 임계각을 측정하였다. 실험 3에서 감광기를 수평으로 움직이며 굴절 경로와 직선 경로의 차이인 횡적변위를 측정하였다.

< 중 략 >

III. 결과 분석

1. 배경이론
(1) 반사법칙
빛이 입사할 때 일부분은 반사되는데 이때, 한 매질에서 다른 매질로 빛이 입사하는 경우 두 매질의 경계면과 수선인 직선이 입사하는 빛과 이루는 각도를 입사각, 반사된 빛이 이루는 각도를 반사각이라고 한다. 반사법칙은 이 입사각과 반사각이 같은 크기를 가짐을 설명한다.

(2) 굴절법칙
빛이 두 매질의 경계면으로 입사할 때 일부분은 반사되고 일부분은 굴절된다. 굴절된 빛은 밀한 매질에서 소한 매질로 들어가는 경우 두 매질의 경계면 쪽으로 휘면서 굴절되고, 소한 매질에서 밀한 매질로 들어가는 경우 두 매질의 경계면과 수선인 직선, 즉 법선 쪽으로 휘면서 굴절된다. 따라서 밀한 매질에서 소한 매질로 들어가면 속도가 빨라지면서 파장이 길어지고, 소한 매질에서 밀한 매질로 들어가면 속도가 느려지면서 파장도 짧아진다.

빛의 굴절과 관련해서 스넬법칙이 있는데, 스넬법칙은 다음과 같다.
n_1 sinθ_1=n_2 sinθ_2

한 매질에서 다른 매질로 굴절되는 빛은 기존의 경로와 수직으로 차이가 나는데, 이를 횡적변위라고 한다. 횡적변위 d와 굴절각 θ_2는 다음과 같이 나타낸다.

참고자료

· 일반물리학실험 매뉴얼, 서강대학교 물리학과
· David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, 『Principles of Physics Ⅱ』, 11th edition, WILEY, 2021, p357~363.