마이크로파를 이용한 실험레트포(반사 굴절 편광 간섭 등)

소개글

마이크로파를 이용한 실험레트포(반사 굴절 편광 간섭 등)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

록 하여 평면파의 효과를 얻어냈지만, 완벽한 평면파는 아니다. 7단계 실험에서의 결과는 결국 파가 일직선 형태의 움직임이 아닌 파장의 형태로 움직이며 운동한다는 것을 보여주는 것이다.
<실험 2 - 추가 실험을 위한 질문>
① 마이크로파의 강도는 반사에 어떤 영향을 주는가? 파의 모든 에너지는 반사경과 충돌하여 반사되는가?
입사각과 함께 반사된 신호의 강도는 변화하는가?
파의 모든 에너지가 반사경과 충돌하여 반사되는 것은 아니다 극히 소량이지만 일부분은 반사판에 흡수되어 있게된다. 또한 입사각과 함께 반사된 신호의 강도는 반사가 되었을 시에는 변화가 없고 입사각과 반사각은 같아야 하지만, 일부 금속에 흡수가 되기 때문에 반사각이 약간씩 달라지게 된다. 파동이 일부 흡수될 때 반사파의 파동에너지는 줄고, 진폭이 작아진다.
② 금속은 마이크로파의 좋은 반사체이다. 금속 반사판의 재질을 바꾸어 각각의 반사율을 측정해 보라.
소량의 에너지가 금속판을 통과할수 있는가? 금속이 마이크로파를 소량 흡수하는가?
소량의 마이크로파를 통과 시켰을 시 일부 금속에 마이크로파가 흡수 되기 때문에 완벽한 반사를 얻어낼 수 없다.
<실험 3 - Method B - 질문 >
① 다음 ‘속도(Velocity) = 파장(λ) * v’ 식을 사용하여 마이크로파 신호의 진동수를 계산하여라.
(공기중에 전파의 Velocity 는 3 x 10 m/sec)
(v = 마이크로파 복사의 진동수가 10.525 GHz 로 예상되어 진다.)
※ 이론 값 : 공기중에 전파의 속도는 3 X 10 m/sec 이고, 파장은 약 2.9 Cm 이다.
따라서 마이크로파 복사의 진동수는 약 10.525 GHz 인 값을 얻을 수 있다.
※ 실제로 실험을 통해 얻은 값으로 제원을 구해보면, 공기중 전파의 속도는 3 X 10 m/sec로 같고, 파장의 길이는 평균값 3.203 Cm를 얻을수 있었다. 이값을 토대로 계산을 해보면,
진동수 (v)는 C (공기중 전파의 속도) X 파장(λ)을 이용하여 9.37 GHz를 얻을수 있었다.
< 실험 중 의문 사항 및 토의 내용 >
● 마이크로파의 전파의 성질 중에 의문점이 생겼습니다. 어떤 사이트에서는 마이크로 파장이 빛(가시광선)보다 파장이 훨씬 길어 수 cm정도의 파장을 갖고 있기 때문에 마이크로파를 이용하여 빛이 나타내는 대부분의 현상을 관찰하고 측정하는데 이용한다고 했습니다. ( ‘ 파동으로서의 여러 성질들은 가시광선의 빛인 경우 파장이 작아서 보통의 경우에는 잘 나타나지 않는 반면 마이크로파의 경우에는 파장이 적당하여 실험실에서 그 효과를 쉽게 관측할 수 있다.’ )
“ 하지만, 같은 곳에서 밑에 부분 설명은 전파로서의 마이크로파는 파장이 극히 짧아서 많은 정보를 실어보낼 수 있기 때문에 위성통신, 정보통신등의 분야에 널리 쓰인다. 뿐만 아니라 마이크로파는 금속에서 잘 반사되고, 유리, 공기, 종이등에서는 잘 투과되나 수분을 포함하는 음식물 등에서는 흡수되어 발열을 하므로 이를 이용하여 음식을 가열하는데 쓴다. 지금은 가정에서도 많이 볼 수 있는 마이크로파 오븐(전자렌지)이 바로 물에 가장 잘 흡수되는 2.45GHz의 마이크로파를 이용한 조리기구이다. ”
이렇게 설명을 하고 있는데, 이것이 같은 마이크로파 임에도 그 생성과정에 따라 파장을 달리 할수 있어 여러 방면으로 다양하게 사용할수 있다는 뜻인지, 아니면 마이크로파 이지만, 성질이 다른 파의 종류가 있어 달리 사용하는 것인지 의문점이 생겼습니다.
● 첫 번째 실험중 반사체를 놓고 파를 측정하는 실험에서 저희 조는 반사체의 위치에 따라서도 측정값이 틀려질 것이라는 의문점을 가지고 반사체의 위치를 바꾸어 실험을 해 보았습니다. 실험값이 조금 변화하기는 하였지만, 그 비례적인 성질을 찾을수 없어 반사체의 위치도 영향을 주기는 하지만 어떠한 영향을 주는지를 해결하지 못하였습니다. 밖으로 퍼져나가 결과에 영향을 주지 않는 파를 반사시켜 값에 영향을 준 것인지 아니면 반사체로 인해 그 반사체를 시작으로 다시 파의 방향이 결정되어 지고 송신기의 파의 방향과 서로 중첩 현상이 일어나는 것은 아닐까 하는 생각을 하게 되었습니다.
● 마이크로파 실험을 하며 테이블 주변에 물체에 의한 영향을 많이 받는다는 것을 알았는데, 그것 이외에 실험실 주변의 온도와 습도와는 어떤 관계를 갖는지 의문점이 생겼습니다. 또한 태양의 자외선이나 적외선의 영향을 받지는 않을까 하는 생각을 하게 되었습니다. 저희 조는 1조로 창가 바로 옆에서 실험을 하게 되었는데, 그러면 태양파의 영향을 받았을텐데, 얼마나 많이 영향력을 받았고, 실험을 영향을 줄 정도였을지 의문점이 생겼습니다.
● 두 번째 반사 실험에서 파의 강도에 따라 반사률이 어떻게 변하는 지 의문점이 생겼습니다. 일반적인 상식으로는 일부분 파가 흡수 되기 때문에 아주 미세한 강도에서는 반사가 이루어지지 않고, 일정한 강도 이상에서만 정확한 반사가 이루어질 것 같은데, 그 강도를 아주 높였을때, 반사되어지지 않고, 그 금속에 흡수되어 금속의 온도를 높이는 등의 상태에 변화를 주거나 금속을 뚫고 통과하지는 않을까 하는 의문점이 생겼습니다.
● 세 번째 정상파 측정 실험에서는 정확한 정상파를 측정할수 있을지에 대한 의문점이 생겼습니다. 다른 파의 경우 파가 흡수가 되거나 반사가 되지 않았을 시에는 정확히 정상파가 형성되지 않는다고 했는데, 실험에서 송신기에서 발생시킨 파가 수신기에 영향을 줄때 수신시에서 반사되어 나오는 파의 영향으로 정상파가 형성이 되어 그 특징을 이용해 파장을 관찰하였는데, 과연 정확한 값을 측정할수 있을지 의문점이 생겼습니다. 실험전 예비 리포트를 쓰면서 이 방법의 부정확성으로 Method A 방법을 사용하지 않을까 했었는데, 프로브를 사용한 A 방법과 B 방법 사이에 얼마만큼의 차이점이 생길지 의문점이 생겼습니다.
9. 참고문헌
[1] http://physica.gsnu.ac.kr
[2] http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/modexp/MEmain.htm
[3] http://sonaki.pe.kr/
[4] http://moolynaru.knu.ac.kr/

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