빛과 레이저의 특성

소개

빛과 레이저에 대한 전반적인 내용을 쉽고 자세하게 정리했습니다.
수업에 사용하여 최고 점수를 받았습니다. 잘 사용하세요!!

목차

제 1장 서론
1-1 빛의 정의
1-2 빛의 발전
(1)기하광학
(2)파동광학
(3)양자광학
1-3 빛의 속도
(1)뢰머에 의한 측정방법
(2)피조에 의한 측정방법
(3)푸조에 의한 측정방법
(4)전자기 이론에 의한 방법
(5)마이켈슨에 의한 측정방법
(6)빛 속도의 확정
(7)매질내에서의 빛의 속도

제 2장 광선으로 취급되는 빛
2-1 서론
2-2 빛은 직진한다
2-3 반사의 법칙
2-4 굴절의 법칙
(1)페르마의 원리
(2)광로길이
(3)전반사

제 3장 파동으로 취급되는 빛
3-1 서론
3-2 간섭
(1)간섭
(2)영의 실험
(3)파동과 빛의 간섭
3-3 회절
3-4 편광
(1)빛의 벡터적 성질
(2)빛의 편광
(3)편광의 생성
(4)편광을 이용한 광학소자

제 4장 색의 신비
4-1 빛의 합성
4-2 빛의 분산

제 5장 광자로 취급되는 빛
5-1 서론
5-2 아인슈타인의 양자광학 이론
5-3 레이저의 원리
5-4 레이저의 종류
5-5 레이저의 특성
(1)단색성(Monochromaticity)
(2)지향성(Directionality)
(3)결맞음성(Coherence, 가간섭성)
(4)연속광과 펄스광
(5)레이저의 빛띠너비와 펄스버비
(6)빛띠의 선넓어짐(Line Broadening)
(7)도플러효과(Doppler Effect)
(8)안정 공명기와 불안정 공명기
(9)가우스 빛살(Gauss Beam)

맺음말
참고문헌

본문내용

1. 빛의 정의

빛을 조사하기전에 먼저 빛이 무엇인가에 대해 알고 넘어갈 필요가 있다. 그래서 우리가 쉽게 접할수 있는 사전에서 빛은 어떻게 정의 되고 있는지 살펴보았다. 빛이란? 시신경을 자극하여 시각을 일으키게 하는 것. 태양이나 고온(高溫)의 물질에서 발하는 일종의 전자기파(電磁氣波)임. 광(光). 이라고 설명하고 있다.
이 말을 잘 살펴보면 ‘시신경을 자극하여 시각을 일으키게 하는 것’은 가시광선 영역(0.4∼0.75μm)을 말한다. ‘태양이나 고온의 물질에서 발하는 일종의 전자기파’라는 것은 가시광선 외의 영역. 즉, 빨간색 가시광선보다 파장이 긴 적외선(750nm~1mm)과 보라색 가시광선보다 파장이 짧은 자외선(10~390nm) 그리고 자외선보다 파장이 더 짧은 X-선, 감마선 등의 전자기파를 지칭한다는 것을 알 수 있다.

2. 빛의 발전

우리가 배우고 있는 빛이란 학문은 언제부터 체계적으로 발전하여 왔으며, 어떤 학설이 대두 되었고 인정되어 현재까지 전해지는지를 살펴보기로 하자.
광학이 17세기 이후 본격적으로 체계 있게 발전하기 시작한 것은 아이작 뉴턴(Isaac Newton, 1643∼1727)에 이르러서라고 할 수 있다. 뉴턴은 빛이 균질한 매질의 내부에서 직선상의 경로를 따라 진행하는 것으로부터 소위 빛의 직진성(rectilinear propagation)을 기초로, 빛은 입자(particle)라고 주장하였다.
이에 상반된 주장으로 뉴턴과 동시대의 크리스티안 호이겐스(Christiaan Huygens, 1629∼95)는 전파하는 빛의 파면상의 모든 점은 2차 구면파를 만드는 점파원이라는 생각으로부터 빛은 광원으로부터 모든 방향으로 퍼져 나가는 파동이라고 파동설을 주장하였다.
또한 제임스 클라크 맥스웰(james Clerk Maxwell, 1831∼79)은 전자기파(electromagnetic waves)의 개념을 도입하여 빛도 전자기 에너지의 한 형태에 지나지 않는다고 주장하였다. 따라서, 빛의 영역은 좁은 의미로는 가시광선과 적외선, 자외선을 포함하여 취급되지만, 넓은 의미로는 전자기파 전체를 포함하여 취급된다. 전자기파는 그림 1과 같이 전파로부터, 적외선, 가시광, 자외선, X-선 및 감마선에 이르기까지 전 영역을 이룬다.

참고자료

· ◎ 노벨상에 도전하는 알기쉬운 레이저과학(Laser Science for Nobel Prize) (2005)
· 오 철 환 저
· ◎ 기초광학 (2002)
· 윤 재 선 저
· ◎ 전기전자공학을 위한 광학입문 (2004)
· 박대희·이종한·최용성 공역
· ◎ 현대광학 (1997)
· 서울대학교 광학연구회 지음
· ◎ CD-ROM으로 보는 레이저과학 (2002)
· 공홍진·김병태·박찬웅·윤근영·조관식 공역
· ◎ 과학교사를 위한 빛과 파동(Light and Wave) (2006)
· 김중복·김현아·김수경 공저
· ◎ 알기쉬운 광학이야기 (2004)
· 이치원 저
· ◎ 레이저 이야기 (1993)
· J.M.캐럴 저
· ◎ http://physica.gsnu.ac.kr/
· 물리의 이해
· ◎ http://blog.naver.com/nanomate
· Nano-Optic Detecion Technology
· ◎ http://home.mokwon.ac.kr/~dsko/lecture/laser/laser.html
· 레이저의 원리 및 종류
· ◎ http://optics.snu.ac.kr
· 서울대학교 사범대학 물리교육과 광학실험실의 홈페이지