회절격자의 격자상수 측정 - 일반물리실험II A+레포트

소개

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

목차

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

본문내용

I.실험 목적
빛의 회절 현상을 이해하기 위해 격자상수를 알고 있는 회절격자를 이용하여 주어진 광원의 파장을 측정하고 이 광원을 사용하여 미지의 회절격자의 격자상수를 측정한다.

II.데이터 정리
실험 1에서는 격자상수를 알고 있는 상태에서 광원의 파장을 구하는 실험을, 실험 2에서는 파장을 아는 광원을 이용하여 미지의 격자상수를 구하는 실험을 진행하였다.

< 중 략 >

Ⅲ. 결과 분석

1. 배경이론
(1) 격자상수
회절격자는 매우 많은 슬릿을 가지고 있는 기기이며 분광의 기능을 갖고 있다. 격자상수 d는 한 회절격자에서 하나의 슬릿의 중심에서부터 이웃한 다른 하나의 슬릿의 중심까지의 거리, 즉 슬릿 사이의 간격을 일컫는다. 격자상수 d는 1/n [mm] (n은 회절격자의 슬릿의 개수)이다. 본 실험에서 빛이 회절격자에 입사하고 회절될 때, 같은 각도로 입사한 빛이 서로 평행하게 회절된다. 이때, 회절된 빛이 각도 ϕ를 가지고 회절하게 되면 이웃한 두 빛의 광로차는 Δ=dsinϕ이다. 이때, 이 식이 mλ (m은 회절광의 차수)과 같다면 ϕ로 회절된 빛들은 모두 보강간섭을 하므로 빛의 세기가 최대로 된다.

Δ=dsinϕ= mλ (m=0,1,2,⋯)

위 식에서 d가 미지수라면 λ를 통해 구할 수 있고 λ가 미지수라면 d를 통해 구할 수 있다.

2. 실험 결과 분석
실험 1의 표 1을 통해 광원의 파장 값을 264nm로 구했다. 실제로 확인한 광원의 파장이 650nm였으며 실험값과 이론값의 오차율은 ((264-650)/650)*100=59%이다.
실험 2의 표 2에서 광원의 파장이 650nm일 때 구한 격자수는 6.52개, 반올림하면 7개이며 1mm당 격자수는 격자상수 d이므로 d=1[mm]/6.52=0.153[mm]임을 확인했다.

참고자료

· 일반물리학실험 매뉴얼, 서강대학교 물리학과
· David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, 『Principles of Physics Ⅱ』, 11th edition, WILEY, 2021, p454~457.