일반물리학실험 | 마이크로파 (반사 굴절 편광)

 

 

TIP

 

 

마이크로파 발생장치와 수신장치를 사용해 반사, 굴절 및 편광실험을 하여 전자기파의 성질을 이해한다.

 

 

 

마이크로파(microwave)

마이크로파는 300～30GHz의 매우 높은 주파수를 가지는 전자기파의 형태를 말한다. 마이크로파는 100mm～1m의 매우 짧은 파장을 가지는데, 이는 광파와 유사한 성질을 가지게 되어 직진, 반사, 흡수의 성질을 가진다. 따라서 마이크로파는 통신에 이용될 뿐 아니라 식품의 가열과 냉동식품의 해동 등에 널리 이용되고 있다.

 

 

맥스웰 방정식(Maxwell`s equations)

전자기방정식이라고도 한다. 전기장의 가우스 법칙(▽˙E=4πp), 자기장에 대한 가우스 법칙(▽˙B=0), 패러데이 법칙, 맥스웰이 수정한 앙페르 법칙 이상 4개의 법칙을 맥스웰 방정식이라고 한다. 맥스웰 방정식은 전기장, 자기장에 관한 것을 수학적으로 이론화시킨 것으로, 전기장과 자기장을 통합하여 빛이 전자기적 현상임을 밝힌 것이다. 맥스웰 방정식을 통해 어떠한 전기장과 관련된 방정식도 이 방정식으로부터 정확하게 유도 할 수 있다.

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실험 방법

1. 마이크로파의 반사

1) 마이크로파의 송신장치는 고정팔에, 수신장치는 회전팔에 장착하고(짧은 것이 회전팔이다), 각도판 위에 반사판을 설치한다.

 

2) 송신장치와 수신장치의 편광방향이 같은지 확인 한 후 전원을 켜고 수신장치의 영역선택스위치를 30x에 둔다.

 

3) 마이크로파의 입사각이 20도가 되도록 반사판의 각도를 조정하고 수신장치의 회전팔을 회전시켜 최대의 미터값이 되는 각도를 찾아 반사각을 구한다.

 

4) 입사각을 20도부터 80도까지 10도 간격으로 바꾸며 반사각을 측정한다.

 

2. 마이크로파의 굴절

1) 송수신장치를 평행하게 설치하고 프리즘 용기를 각도판 중심에 설치한 후 입사파가 만나는 프리즘 면이 입사파와 수직하고 반대쪽 프리즘의 면이 각도판의 중심에 오도록 각도를 맞춘다.

 

2) 수신장치의 회전팔을 돌려 굴절파가 나오는 방향을 찾고 굴절각을 구한후, 스넬의 법칙을 사용해 굴절률을 계산한다.

 

3. 마이크로파의 편광

1) 송수신장치를 편광방향이 같도록 설치하고 수신장치의 미터값이 최대에 가깝도록 영역선택스위치와 수신강도 조절 손잡이를 조정한다.

 

2) 수신장치 뒤의 고정나사를 풀고 수신장치의 혼을 0도부터 360도까지 15도 간격으로 수신감도를 측정한다.

 

3) 편향슬릿을 설치하고 편향슬릿의 각도를 0도부터 90도까지 22.5도 간격으로 바꾸면서 수신감도를 측정한다.

 

4) 편향슬릿을 제거하고 수신장치의 혼을 돌려 편광방향이 수직이 되도록 하고 편향슬릿을 단 후 수평, 수직, 45도일 때의 수신감도를 측정한다.

 

 

 

[일반물리학실험]마이크로파 (반사 굴절 편광) 레포트