화공기초실험 | 회절과 편광

 

 

 

TIP

 

 

빛의 회절과 간섭현상을 실험을 통하여 관찰하고 빛의 특성을 이해하는데 목적이 있다.

 

 

 

빛은 이중성을 지니고 있다. 즉 파동성과 입자성의 두가지 성질을 동시에 지니고 있다. 그러나 이 두가지 성질을 알아내기 위한 실험방법에는 다소의 차이가 있다. 즉, 파동성을 입증하는 실험과 입자성을 증명하는 실험이 따로 존재하는 것이다. 그리고 본 실험에서 빛의 파동성에 중점을 둔 회절과 편광실험을 하게되며 이를 통하여 빛의 파동성을 좀더 자세히 알 수 있게 된다. 그러면 빛의 파동성을 입증하는 실험에는 우선 빛의 간섭실험, 빛의 회절, 빛의 편광 실험이 존재한다.

 

1. 간섭실험 : 단색 광원에서 나온 광선이 진행 방향과 수직으로 놓인 아주 좁은 단일 슬릿과 이중 슬릿을 지나면 스크린 위에 밝고 어두운 무늬를 만든다.

 

2. 회절실험 : 빛이 아주 좁은 틈이나 장애물 끝을 지나게 될 때 회절되어 회절 무늬를 만든다.

 

3. 편광실험

빛은 횡파로서 매질을 진행해나갈 때 빛의 진동방향과 슬릿의 방향이 일치할 때는 밝고 슬릿의 방향과 수직일 때는 어둡게 보인다.

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실험 방법

1. 실틈의 크기에 따른 회절 특성(단일슬릿실험)

1) 광학부품들을 레일 위에 정렬한다.

 

2) 레이저를 큰 레일의 왼쪽에 설치하고, 실틈은 레일 오른쪽에 설치한다. 작은 레일을 1m이상 떨어뜨려 놓고 스크린을 설치한다. 실틈과 스크린사이의 간격을 측정하여 기록한다.

 

3) 실틈의 폭이 가장 작은 것부터 레이저광을 조사하여 회절현상을 관찰한다.

 

4) 스크린 대신에 측정용 대안렌즈로 교체하고, 가운데 밝은 무늬의 중심을 기준으 로 양쪽에 오는 처음 어두운 무늬의 간격을 측정하여 기록한다.

 

5) 실틈의 간격을 키워가면서 실험을 되풀이한다. (총 4회)

 

2. 이중 실틈에 의한 빛의 회절과 간섭(이중슬릿실험)

1) 부품을 정렬하고 실험실을 가능하면 어둡게 한다.

 

2) 이중 실틈 판과 스크린 사이의 간격을 1m이상으로 띄운다.

 

3) 레이저를 켜고 위에서 제일 왼쪽 실틈을 통과하여 스크린 상에 간섭무늬가 나타나도록 조절한다.

 

4) 스크린을 측정용 대안렌즈로 교체하고 간섭무늬의 간격을 측정하여 기록한다.

 

5) 오른쪽 이중실틈으로 차례차례 옮겨가면서 스크린상의 회절 및 간섭무늬의 변화를 관찰하고, 간섭무늬의 간격을 측정하여 기록한다.

 

6) 실틈에서 스크린까지의 거리를 측정하여 기록한다.(총 4회)

 

 

 

[화공기초실험]회절과 편광 레포트