[물리학]물결파 간섭 실험 예비보고서

소개

성균관대 다니고 있고 A+받은 레포트입니돠~

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
※ 주의 사항

본문내용

일반물리학실험
1. 실험목적
물결통(ripple tank)를 이용하여 두 개의 점파원에서 발생하는 수면파의 간섭을 관찰하고, 간섭무늬를 이용하여 물결파의 파장()을 구한다.

2. 실험이론
-간섭(interference)은 파동만이 가지고 있는 특유한 성질의 하나로서 둘 이상의 동일한 진동수의 파동이 같은 지점에 도달할 때 각 지점에 따라 파동의 세기(intensity) 분포가 일정한 형태를 이루고 있는 것을 말한다. 이는 근본적으로 파동이 중첩의 원리를 만족하기 때문이다. 즉 음양의 값을 가지는 파동량이 벡터적으로 합성되어 지점에따라 파동의 세기가 크게 달라지지만 합성되는 파동의 상대적인 위상이 일정하여 형성되는 세기의 분포가 일정한 경우를 말한다.
두 파동이 각 파의 마루와 골이 엇갈리게 합성될 때 진폭이 0이 되어 파의 세기가 0이 되고(상쇄간섭), 일치되게 합성될 때 하나의 파동에 비하여 진폭은 2배이지만 세기는 4배가 된다(보강간섭). 음파나 수면파 등의 경우 진동수가 다른 두 파동이 합성될 때 생겨나는 맥놀이도 넓은 의미의 간섭이라고 할 수도 있다. 그러나 보통의 경우 진동수가 동일 하고 그 위상차이가 일정하게 유지되는 두 파 이상이 필요하며 이러한 조건을 충족하는 파동을 간섭이 일어날 가능성을 가진 파라는 의미에서 가간섭성(coherence)을 가졌다고 한다.

-간섭의 유형

빛의 경우에 그 세기의 공간분포가 밝기의 차이로 확연하게 구별되어 간섭에 대한 연구가 활발하게 이루어 졌다. 그 밝기 분포는 명암의 차이로 직접 관찰할 수 있어 이를 간섭무늬(fringe)라 한다. 두 개의 빛이 합성되어 생기는 간섭으로는 가간섭성의 두 파를 만드는 조건에 따라 영(Young)의 간섭, 마이켈슨(Michenson) 간섭, 마하젠더(Mach Zender) 간섭 등이 있어 빛의 본성에 대한 연구, 빛의 파장 측정, 물질의 광학적 성질 측정 등에 널리 활용되고 있다. 특히 근래에 들어 레이저를 이용하여 높은 수준의 가간섭성 빛의 쉽게 만들 수 있어 거리의 정밀 측정 등의 산업분야의 응용이 매우 중요하다.
한편 두 개이상의 파동이 만드는 간섭, 무한 개의 파동이 만드는 간섭도 특이한 간섭무늬를 만들 게 된다. 빛의 경우, 두 개의 거울 사이를 왕복한 파들이 합성되어 만드는 파브리-페로 간섭, 비눗방울 등 얇은 막이 만드는 박막의 간섭, 회절격자의 의한 간섭 등이 있다. 간섭과 회절의 근본적인 차이는 없으나 보통 회절(diffraction)의 경우 무수히 많은 파가 합성되되 그 위상차이가 연속적인 값을 갖는 경우를 말한다.

참고자료

· 없음