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목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 장비
4.실험 방법
5.측정값 및 실험 결과
6.결론 및 검토
7.참고문헌

본문내용

실험 목적
슬릿의 구조에 따른 회절 및 간섭무늬를 관찰하고, 그 관계에 대해 확인한다.

실험 원리
단일 슬릿의 회절

<그림 1>, 좌: 폭이 a인 단일 슬릿에서의 회절.

회절은 파동이 장애물에 의해 변형이 되는 파동의 특징적 현상이다. 이런 현상은 장애물 혹은 슬릿의 크기가 파동의 파장에 가까워질수록 더욱 뚜렷이 나타나게 된다. 폭이 a인 슬릿에 레이저광을 수직으로 비추면 거리 D만큼 떨어져 있는 스크린 위에 회절무늬가 생기는데, 스크린 위의 한 점 P에서 두 광선의 광로차 ∆=r1-r2가 반파장이 되도록 θ가 정해졌다면 P에서 소멸 간섭으로 어두운 무늬가 나타날 것이다. 두 광선의 경로차는 θ가 작을 때
∆=a/2 sinθ 가 되므로 경로차가 반파장일 때 어두운 무늬가 나타날 조건은 a/2 sinθ=λ/2이다. 따라서 스크린 위의 임의의 점에서는 sinθ=nλ/a, n은 정수를 만족할 때 어두운 무늬(강도 0)가 됨을 알 수 있다. Θ가 아주 작을 경우에는 sinθ≅θ=x^’/D이므로 D와 x’를 측정하여 슬릿 폭 a를 역산할 수 있다.

이중 슬릿에서의 간섭과 회절

<그림 2>, 폭이 a, 슬릿 간 거리가 d인 이중 슬릿에서의 간섭.
2개 이상의 파동이 같은 시각과 같은 공간에 만날 때 간섭이 일어난다. 슬릿 간격이 d인 이중 슬릿에 레이저광을 수직으로 비추면 슬릿 S1과 S2에서 나오는 두 광선이 이중 슬릿으로부터 D만큼 떨어져 위치한 P 점에서 중첩이 되는데, θ가 작다고 보면 두 빛의 광로차 ∆=r1-r2는 ∆≅dsinθ로 주어진다. 위 식에 의하면 광로차가 파장 의 정수 배 혹은 반정수 배가 될 때 두 광선은 보강 혹은 소멸 간섭을 하게 되어
dsinθ=nλ, n은 정수(보강 간섭), dsinθ=(n+1/2)λ, n은 정수(소멸 간섭)
의 조건에 따라 간섭무늬가 나타난다.

출처 : 해피캠퍼스

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 장비
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.결론 및검토
8.참고문헌

본문내용

실험 목적
Michelson 간섭계의 원리를 이해한다.
여러가지 광원으로부터 나오는 빛으로 간섭무늬를 형성한다.
형성된 간섭무늬를 이용하여 광원의 파장, 결맞음 길이, 물체의 두께와 굴절률을 구한다.

실험 원리
마이켈슨 간섭계

<그림 1>, 마이켈슨 간섭계의 개략도.

Michelson 간섭계는 Albert Michelson이 1887년에 발명한 빛의 간섭무늬를 확인하는 장치이다. 이 장치를 이용하여, 마이켈슨과 몰리는 에테르의 존재를 증명하는 마이켈슨-몰리 실험을 수행하였으나, 에테르가 존재하여 간섭계를 회전하며 간섭무늬를 관찰하면 무늬가 달라진다는 그들의 가설과는 다르게 간섭계를 회전하여도 간섭무늬는 변화하지 않음으로 에테르의 존재를 부정하는 실험 결과를 얻었다. 실험으로부터 얻은 결론은, 에테르는 존재하지 않으며 빛의 속력은 모든 방향에서 같다는 것을 확인하였으며, 이는 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 제창하는 데 기반이 되었다.

광경로차와 위상차를 이용하여 빛의 파장 구하기

<그림 2>, 거울의 평행 이동에 따른 관측자 시선에서 광경로차를 나타낸 그림.
광경로차 ∆_p
<그림 1>의 마이켈슨 간섭계에서 경로 1의 빛은 Beam Splitter(BS)를 3번 통과하나, 경로 2의 빛은 1번만 통과하므로 BS에 의한 광경로차가 발생하는데, 이를 보상하기 위해경로 2에 BS와 같은 매질로 만든 Compensator를 BS에 평행하게 놓는다. 이를 통해 광경로차는 <그림 2>와 같이 거울 M1, M2의 위치에만 의존한다 (∆_p=2d cos⁡θ)

출처 : 해피캠퍼스