마이켈슨 간섭계 [결과]

소개

일반물리학실험 마이켈슨 간섭계 실험 결과 보고서 입니다 A+ 받았습니다

목차

1. 실험결과
2. 결과 및 토의
3. 질문
4. 실험 후기

본문내용

2. 결과 및 토의
-이번 실험은 빛의 간섭 현상을 이용해 빛의 매질이라고 믿었던 “에테르”라는 물질의 존재를 확인하기 위하여 제작되었던 실험이다. 마이켈슨이 있던 시대의 물리학자들은 에테르라는 물질에 의하여 빛읜 파장을 전달하게 된다고 믿고 있었다. 마이켈슨은 지구 자전에 의하여 동서방향의 빛과 남북방향의 빛의 속도는 다르다고 생각하였고, 따라서 두개의 거울이 반은도금 거울과 같은 거리를 두고 직각으로 놓여 있을 때 거울이 움직이지 않아도 간섭이 일어날 것이라 생각하였다. 하지만 결과는 간섭현상이 생기지 않아서 마이켈슨의 입장에서는 실패한 실험이었다.
우린 이 실험에서 거울간의 거리차를 이용하여 빛을 인위적으로 간섭현상이 일어나도록 하였다. 거울의 거리를 옮길 때 마다 간섭무늬의 개수가 변화하였고, 그 변화와 라는 식을 통하여 빛의 파장을 구할 수 있었다. 실험 결과 실제 빛의 파장인 632.8nm와 거의 비슷한 값인 633.3467nm를 얻을 수 있었다. 또한 d가 N에 비례하게 증가하는 것도 확인할 수 있었다. 하지만 0.5467nm의 오차는 어디서 온 것일까? 이에 대해 몇 가지 생각해 볼 수 있다.
첫째, 마이크로미터의 한계
이 실험에서 기준으로 주었던 N=70의 이동거리는 22.148μm였다. 하지만 마이크로미터는 1μm단위로 되어있기 때문에 소수점 자리는 눈짐작으로 맞추어야 했다. 때문에 기준점이 우선 엇갈리게 되었고, 측정할 때에도 소수점 자리를 읽을 때에는 눈으로 대략적으로 맞추어야 했다. 워낙 작은 숫자를 다루는 실험이기 때문에 소수점 자리의 혼동으로도 충분히 오차가 생길 수 있었을 것이다.
둘째, 사람의 눈의 한계
이 실험에서 실험자는 눈으로 쌀알만한 무늬가 사라지고 생성되는 것을 관찰하게 된다. 하지만 무늬가 순간적으로 2개씩 넘어가 버리기도 하고, 눈을 깜박이는 동안에 놓쳤을 수도 있으며 중간에 워낙 무늬가 작아서 중간에 헷갈리기도 쉬웠다. 때문에 정확히 30개씩 분류했다고 자신할 수가 없었다. 또한 무늬의 진행에 따라 정한 기준이 실험이 넘어갈 때마다 틀렸다. 어떤 경우는 무늬가 사라진 직후를 기준으로 잡기도 하고, 어떤 경우는 다음무늬가 막 사라지려 할 때에 기준을 잡기도 하였다. 이 두 경우는 은근한 차이가 생성되고, 그동안 마이크로미터는 돌아가기 때문에 오차가 발생할 수도 있는 것이다.

참고자료

· 없음