일반물리학실험 | 광학 지레에 의한 얇은 판의 두께 측정

 

 

 

TIP

 

 

얇은 종이 등의 두께 또는 미세한 길이의 변화를 측정한다.

 

 

 

반사의 법칙

1. 입사하는 광선과 반사하는 광선은 반사면에 수직인 하나의 평면 위에 존재한다. 즉, 입사 광선과 반사 광선, 그리고 법선이 하나의 평면을 만든다.

 

2. 입사하는 광선과 반사하는 광선은 반사면에 수직인 법선에 대해 서로 반대편에 존재한다. 즉, 반사면에 수직으로 입사하는 광선만이 다시 그 길을 되돌아 나갈 수 있고, 반사 광선은 법선에 대해 입사 광선의 반대편 방향으로 반사된다.

 

3. 입사각과 반사각은 항상 같다. 즉, 법선을 중심으로 양쪽의 입사 광선과 반사 광선은 대칭을 이루어 진행한다.

 

4. 이렇게 입사각과 반사각, 법선이 한 평면상에 있으며, 입사각과 반사각의 크기가 같다는 것이 반사의 법칙이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 평면대 위에 광학 지레를 놓고 약 1m 떨어진 곳에서 레이저 광원을 광학 지레의 거울에서 반사시켜 자의 눈금에 레이저 반사광이 오도록 조절한 후 자의 눈금(y)를 읽는다.

 

2) 가만히 광학 지레의 앞발 C를 들고 종이를 끼운 다음, 레이저 반사광이 위치하는 곳의 눈금(y')을 읽는다.

 

3) 자 S와 거울면 M까지의 거리 L을 잰다. 이때 M까지의 거리는 광학 지레 뒷발까지를 측정한다.

 

4) 종이를 끼우고 뺄 때 A, B, C의 위치가 변하지 않도록 조심하면서 1~3의 과정을 되풀이하여 5회 측정한다. (거리를 변화시키면서 5회 반복 측정)

 

5) 위 과정의 측정이 끝난 후에 광학 지레의 세발 ABC를 종이에 가볍게 눌러 자국을 낸 다음 작도에 의하여 AB선과 C사이의 수직 거리 z를 버니어 캘리퍼스료 측정한다.

 

6) z, Y, L의 표준 오차를 구하여 오차 이론에 의한 두께 d의 표준 오차를 구하고, 보고할 값을 구한다.

 

7) 마이크로미터 측정 결과와 비교한다.

 

 

 

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