동글동글이 스토어

동글동글이

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

1개
전체 판매량

4개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

-
자료문의 응답률

-

전체자료 1개

회절격자의 격자상수 측정

실험11. 회절격자의격자상수 측정일반물리실험2-전자공학부1.실험 목적빛의 회절 현상을 이해하기 위해 격자상수를 알고 있는 회절격자를 이용하여 주어진 광원의 파장을 측정하고 이 광원을 사용하여 미지의 회절격자의 격자상수를 측정한다.2.데이터 정리표.1 광원의 파장 측정실험 측정실험 (참조 : θ′ m 과 θ m은 서로 다른 방향의 회절각을 회절각을 나타냄 나타냄 )mm 당 격자 수(n)300격자상수(1mm/n)0.003333333회절차수1차 (m=1)2차 (m=2)3차 (m=3)θ'm-10.82-22.54-34.86θm11.1222.8435.162Φm=θm-θ'm21.9445.3870.02Φm10.9722.6935.01λm [mm]0.0006343170.0006429080.000637466광원의 파장 : λ=(λ1+λ2+λ3)/3 [μm]0.638230334λm=(sinΦm)/mn [μm]각(호도법)표.2 미지격자의 격자상수 측정실험광원의 파장 [mm]0.00063823회절차수1차 (m=1)2차 (m=2)θ'm-22.54-51.99θm22.5450.782Φm=θm-θ'm45.08102.77Φm22.5451.385n600.6112653612.1278419격자수 : n=(n1+n2)/2606.3695536n =(sin Φm)/λmm3.결과 분석위와 같은 회절격자를 파장이인 평행광선이 회절격자에 수직으로 입사해 의 각도로 회절한 경우를 생각해보자. 격자상수 d=1mm/n (n은 단위 길이 당 격자의 개수) 라고 하자.m차 회절광에 대해 광로차 을 만족한다.그러므로 을 측정하고 d나 중 한 변수를 알 경우 나머지 한 변수를 알아낼 수 있다.우선 이미 격자 상수를 알고 있는 격자를 통해 빛의 값을 알아내고 그 빛을 통해 격자 상수를 알고 있지 않는 다른 격자의 격자 상수 값을 알아낸다.1.광원의 파장측정mm 당 격자 수(n)300격자상수(1mm/n)0.003333333회절차수1차 (m=1)2차 (m=2)3차 (m=3)Φm10.9722.6935.01λm [mm]0.0006343170.0006429080.000637466평균대비 λ의 오차0.61%0.73%0.12%광원의 파장 : λ=(λ1+λ2+λ3)/3 [μm]0.6382303341mm 당 격자 수가 300개인 격자를 이용해 실험을 해본 결과 위과 같은 값이 나타났다.을 이용해 격자에 쏘인 빛의 파장을 측정하면 약 638nm가 나온다.의 값들과 그들의 평균을 비교해보면 1%미만의 차이만을 보인다.2.격자상수 측정광원의 파장 [mm]0.00063823회절차수1차 (m=1)2차 (m=2)Φm22.5451.385n600.6112653612.1278419격자수 : n=(n1+n2)/2606.3695536위에서 얻어낸 광원의 파장을 통해 다른 격자의 격자 상수를 추정해본다.격자수 n=1/d 이므로 을 통해 미지의 격자의 격자수를 알아낼 수 있다. 이 방법으로 계산해보면 격자수는 약 606개로 나온다.평균 대비 값의 차이는 약 1%정도로 작게 나타난다.4.질문(Q). 광센서 앞에 슬릿을 설치해 측정해야 하는 이유는 무엇인가?(A). 회절 격자를 통과한 빛의 세기를 더 정밀하게 측정하도록 하기 위해서이다.(Q). 우리 실험은 Laser Diode을 통해 단일 파장을 지닌 빛(단색광)을 이용했다. 그러나 일반적으로 우리가 보는 빛은 부분 여러가지 파장을 지닌 빛이 섞여 있는 백색광이다. 만약 이러한 백색 램프를 광원으로 사용한다면 실험에 추가되어야 할 장비는 무엇인가? 그리고 어떻게 설치할 것인가?(A). 백색 램프에는 여러 파장의 빛이 섞여 있으므로 회절격자를 통과했을 경우 여러 파장의 빛들이 서로 다른 각도로 회절하게되어 결과 측정이 매우 힘들어질 것이다. 백색램프를 사용해 실험을 진행하려면 필름 등으로 격자를 통과하는 빛의 파장을 제한시켜 특정 파장만의 빛만이 센서에 통과할 수 있도록 해야 할 것이다. 이 필름은 격자와 광원 사이나 격자와 광센서 사이에 위치시켜야 할 것이다.(Q). 만약 격자상수가 광원의 파장 보다 작다면 어떤 현상이 벌어질까?(A). 에서 격자 상수d가 값보다 작아질 경우 m값에 관계없이 값이 1이상이 되게 되어 회절 무늬가 관측되지 않을 것이다.(Q). 격자상수가 일반적인 원자크기 정도 되는 격자구조를 회절을 통해 관찰하려면 어떠한 광원이 필요할까?(A). 이므로 d값이 매우 작아진다면 값이 충분히 작아져야 적절한 m값으로 값을 관찰할 수 있다. 그러므로 x선 등 높은 진동수를 가진 광원을 이용해야 할 것이다.5.토의(1)실험 검토실험1과 2 모두 비정상적인 값이 나오는 일 없이 정상적으로 진행됐다. 사용된 광원은 붉은 광원이므로 파장은 약 600nm대의 값을 가질 것이다. 실험에서 측정한 광원의 파장 값은 638nm로 예측되는 광원의 파장에 비슷하게 나타난다.(2)오차 분석 및 개선방안m에 따른 결과의 차이가 실험 1과 2에서 모두 1%내외로 나타났으므로 실험의 오차는 상당히 적다고 볼 수 있다. 를 측정하는 과정에서 정밀하게 측정하지 않고 전체적인 그래프에서 눈대중만으로 측정했기 때문에 그것에서 약간 오차가 생겼을 수 있지만 극대점을 이루는 점 주변의 기울기가 매우 가파르기 때문에 그것으로 생긴 오차는 적을 것으로 예상된다.(3)이론을 확인할 다른 실험 제안서로 다른 파장을 가진 빛들을 같은 격자에 통과시켜 빛의 파장에 따라 달라지는 회절 각도를 비교한다.(4)응용 가능성입사한 빛의 파장에 따라 빛이 회절되어 보강간섭을 일으키는 위치가 다른 것을 이용해 통과한 빛의 파장을 측정할 수 있고 그것으로 빛이 단일광인지 여러 파장의 빛으로 구성되어 있는지를 알아낼 수 있다.6.참고문헌WALKER, HALLIDAY / 일반물리학 제2권 / WILEY / 10판 / 2015 / p.560-p.563PAGE * MERGEFORMAT2

자연과학| 2021.06.21| 5페이지| 1,000원| 조회(303)

일반물리실험, 회절, 격자상수, 회절격자, 일반물리실험2

미리보기

닫기