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  일반물리학실험 | 마이켈슨 간섭계 TIP 마이켈슨 간섭계를 이용하여 헬륨-네온 레이저의 파장을 정확하게 측정하고 한편으로 빛이 에테르라는 매질을 통하여 전파되는지 여부를 밝힌 마이켈슨-몰리의 실험을 이해한다. 실험 배경 전자기파의 이론의 발달로 19세기 중엽에는 빛의 본성이 파동이라는 것이 거의 확실해 졌다. 그러나 우리가 주위에서 볼 수 있는 파동들은 일반적으로 그것이 전파될 수 있는 매질의 존재를 필요로 한다. 그러나 '빛'이라는 파동을 실어 나르는 매질이 무엇인지에 대한 규명이 되지 않았기에 19세기 후반의 물리학자들은 고민에 휩싸이게 되었다. 실체를 붙잡을 수 없는 이것을 '에테르(ether)'라고 일컫고 그 존재를 확인하기 위한 여러 종류의 실험이 이루어 졌다. 그중 대표적인 것이 마이켈슨(A.A.Michelson)과 몰리(E... Engineering/물리학 2022. 12. 31.

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  일반물리학실험 | 수면파를 이용한 간섭 TIP 물결통(ripple tank)을 이용하여 두 개의 점파원에서 발생하는 수면파의 간섭무늬를 관찰하고, 수면파의 파장을 구한다. 파동의 중첩 똑같은 2개의 파동이 하나의 매질에서 전파되어 중첩될 때 같은 위상으로 중첩되면 합성파의 변위가 커져서 강하게 나타나고, 서로 반대의 위상으로 중첩되면 파동이 상쇄되어 약하게 된다. 이와 같이 똑같은 두 파동이 중첩되어 더욱 강해지거나 약해지는 현상을 파동의 간섭이라 한다. 그림 1에서 (a)의 경우처럼 합성파의 변위가 커지는 경우는 보강 간섭이고, (b)의 경우와 같이 합성파의 변위가 더 작아지거나 0이 되는 경우는 상쇄 간섭이라고 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 물결통과 스크린을 설치하고 물결통에 물을 부은 후 수평을 유지한다. 물결통 가장자리의 수면.. Engineering/물리학 2021. 9. 29.

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  일반물리학실험 | 간섭을 이용한 빛의 파장 측정 TIP 이중 슬릿에 의한 빛의 간섭인 보강간섭, 소멸간섭과 회절현상을 관찰하고, 빛의 파장을 구한다. 토마스 영은 빛의 간섭현상을 발견하여 빛의 파동설을 세웠다. 간섭이란 두 개 이상의 파동이 합성되는 경우 각각 파동의 위상차에 따라 진폭이 커지거나 작아지는 현상을 뜻한다. 빛의 간섭현상을 관측하기 위해서는 파장, 진동수, 속도 그리고 상대적 위상이 일정한 두 빛(단색광)을 사용해야 한다. 그림 1과 같이 광원에서 나온 빛이 슬릿 A를 통과하여 회절현상에 의해 슬릿 B, C를 통과하게 된다. 이 경우는 슬릿 B와 C에서 나온 빛은 서로 진동수가 같고 위상차가 없는 두 개의 광원으로 볼 수 있다. B와 C를 통과한 빛은 다시 회절하여 각각 구면파를 이루면서 퍼져나게 되고 결국 스크린에 도달하게 된다. 스크.. Engineering/물리학 2021. 7. 5.

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  일반물리학실험 | 레이저를 이용한 빛의 회절과 간섭 TIP 1. 레이저를 이용하여 단일 슬릿의 폭과 이중 슬릿의 슬릿 간격을 측정하고, 여러 가지 슬릿 문양에 대한 회절 현상을 관측한다. 2. 레이저(Laser)를 이용하여 빛의 특성인 회절과 간섭현상을 관찰하고, 영(Young)의 실험을 통해 빛의 파장측정방법을 이해한다. 단일 슬릿에 의한 회절(회절판 코드 - A B C) 빛의 회절이란 진행하던 빛이 장애물을 만났을 때 휘거나 번져나가는 현상을 말한다. 수면파나 호이겐스의 원리로부터 슬릿을 통과한 파동들은 모든 방향으로 퍼져나간다. 그림 1-(a)와 같이 직진하는 광선들을 생각하면 이들은 모두 같은 위상에 있으므로 스크린의 중앙에 밝은점(중앙 제1극대)을 만들 것이다. (b)에서는 슬릿 안의 제일 윗점과 제일 밑점을 지나는 빛과 밑점을 지나는 빛들이 정.. Engineering/물리학 2021. 7. 4.

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  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 만든.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 5. 3.

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  일반물리학실험 | 파동의 중첩 TIP 파동의 중첩 원리와 리샤주 (Lissajous) 도형을 관찰하고, 이를 이해한다. 리사주도형(Lissajous’s figure) 1855년 프랑스 물리학자 J.A.리사주에 의하여 실험적으로 그 장치가 고안되었으며, 오늘날 레이저 쇼에서 사용되는 장치와 유사하다. x축 및 y축 방향에서의 단진동은 각각 x=Acosωt, y=Bcos(ω't＋δ)로 나타낼 수 있다. 진동수 ω 및 ω'의 비(比)나 위상차(δ)의 값에 따라 여러 가지 도형이 x-y 평면상에 그려진다. 평면 내에서 서로 수직인 2개의 단진동을 합성하여 얻어지는 2차원 운동의 자취를 나타내는 것이 리사주도형이다. 1. 주파수를 이미 알고 있는 신호를 Oscilloscope의 수평축에 입력한 후 측정하려 하는 신호를 수직 축에 접속, 생성된.. Engineering/물리학 2021. 1. 2.

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  일반물리학실험 | 교류 회로와 수동 소자의 이해 TIP 1. 맥놀이 2. RC 회로(R =502.3Ω, C = 224.7nF) 3. RL 회로(R = 50Ω, 2200µH) 맥놀이 맥놀이란 주파수가 비슷한 두 개의 파동이 간섭을 일으켜서 새로운 합성파가 만들어지는 현상이다. 새롭게 만들어진 합성파는 원래의 주파수의 중간값을 가지며 주기적으로 세기가 변화한다. 수학적으로 나타내면 가 합성되면 합성파는, 으로 나타난다. 이것을 해석하는 방법은 cos 항은 이 파의 전체적인 모양을 결정하고 sin 항은 진폭을 변화시키는 것으로 해석하는 것이다. 우리가 사용한 파는 Ch 1은 1.84V, 진동수 619.0Hz를 가진 파이며, Ch 2에서는 4.88V, 진동수 620.4Hz를 가지는 파였다. 위 식에 따라 계산을 해보면 이론적으로 전체적인 파의 진동수는 약 8.. Engineering/물리학 2020. 8. 30.

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  일반물리학실험 | 빛의 회절 및 간섭 TIP 빛의 파동성인 간섭과 회절현상을 이해하기 위하여 레이저 광원과 단일, 이중슬릿을 이용하여 정밀하게 측정한다. 입자의 진행경로에 틈이 있는 장애물이 있으면 입자는 그 틈을 지나 직선으로 진행한다. 이와 달리 파동의 경우, 틈을 지나는 직선 경로뿐 아니라 그 주변의 일정 범위까지 돌아들어간다. 이처럼 파동이 입자로는 도저히 갈 수 없는 영역에 휘어져 도달하는 현상이 회절이다. 회절의 정도는 틈의 크기와 파장에 영향을 받는다. 즉, 틈의 크기에 비해 파장이 길수록 회절이 더 많이 일어난다. 실험 방법 1. 단일슬릿 실험 (단위는 ㎜) 1) 단일슬릿의 D선을 레이저에 고정시킨다. 2) 싱글슬릿을 통과한 레이저가 벽에 도달하면 도달한 레이저의 중심부터 어두운 곳까지의 거리와 벽과 슬릿까지의 거리를 측정한다.. Engineering/물리학 2020. 7. 9.