영의 이중슬릿실험 레포트

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영의 이중슬릿실험 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

가 되는 곳, 즉, 에 해당한다. 인접한 두 개의 주요 최대 값 사이에 N-2개의 보조 최대 값이 존재하게 된다.
다중 슬릿에 의한 광도분포는 그래프와 단일슬릿 그래프를 합성시킨 모양이 된다.④ 위상자 방법
이상적인 경우에 영의 실험은 위 그림과 같이 두 점광원에 의한 회절현상으로 생각할 수 있다. 이 두 점광원에 의한 관측점 P에서의 전기장의 세기는 다음과 같이 주어진다.
두 점광원 앞쪽에 놓인 단일슬릿에 의해 회절면에서의 두 빛의 위상차도 동일하다. 그리고, 이 두 빛이 그림과 같은 경로를 진행하는 동안 의 경로차가 발생하게 된다. 이 두 전기장 사이의 위상차 0는 두 빛의 경로차에 의해 발생하고(위상차 = k×경로차), 이 경로차는 시간에 따라 변하지 않으므로 위상차 0도 시간에 따라 일정하게 유지된다. 위 두 전기장을 위상자의 형태로 나타내면 다음 그림과 같다.
여기서 관측점 P에서의 결과적인 전기장을 구하기 위해서는 두 위상자의 벡터 합을 구하기만 하면 된다.
3)실험 기구
광학대
광학용 10종 슬릿
스크린
볼록렌즈
지지대
광원장치(Laser)
4)실험 방법
① 광학대 위에 광원, 슬릿, 및 스크린을 위 그림 같이 배열한다.
② 광원과 2중슬릿 사이에 단일 슬릿을 두거나, 렌즈를 이용하여 2중슬릿에 평행광선이 입사되도록 한다. (레이저를 사용할 경우에는 레이저 자체에서 평행광선이 방출되기 때문에 이과정이 필요없다.)
③ 10종 슬릿중 하나의 2중슬릿을 선택하고(D,E,F), 그 부분으로 레이저 빛이 입사되도록 맞춘다. (정확히 맞추게 되면 스크린에 밝고 어두운 무늬가 반복적으로 보인다.)
④ 2중 슬릿과 스크린 사이의 거리 D를 측정한다.
⑤ 스크린상의 가장 밝은 간섭무늬의 중심으로부터 n번째 밝은 무늬의 중심까지의 거리(y)를 측정한다.
⑥ 다음 식으로부터 사용한 광원의 파장을 구하라.
⑦ 사용한 광원의 주어진 파장과 식(4)을 이용하여 구한 값을 비교하라.
⑧ 다른 슬릿 간격을 이용하여 위의 과정을 되풀이 한다.
⑨ 위 실험의 결과로부터 간섭현상을 이해하고, 10종 슬릿의 다른무늬에 LASER 빛을 입사시켰을 때, 어떤무늬가 생길지 예상해보자. 또한 실험을 통해 예상했던 무늬가 생기는지 확인하여 보자.
5)실험 자료
① 측정값
슬릿의 간격(d) : 0.125mm　　　　<슬릿D>　　　　 　　광원의 파장 : 632.8nm
실험회수
D(cm)
y(cm)
n(번)
I
1
72
3.0
9
mm
2
77
3.2
9
mm
3
71.9
2.9
9
mm
4
71
2.8
9
mm
5
81
3.3
9
mm
6
77.4
3.5
9
mm
7
81.4
3.4
9
mm
8
74
3.2
9
mm
9
70
2.9
9
mm
10
63
2.7
9
mm
평 균 파 장
mm
슬릿의 간격(d) : 0.25mm <슬릿E> 광원의 파장 : 632.8nm
실험회수
D(cm)
y(cm)
n(번)
I
1
79.7
3.5
16
mm
2
76.5
3.4
16
mm
3
79.1
3.5
16
mm
4
75
3.3
16
mm
5
67.9
2.9
16
mm
6
72.3
3.1
16
mm
7
72.8
3.1
16
mm
8
76
3.3
16
mm
9
68.1
3.0
16
mm
10
66.5
2.8
16
mm
평 균 파 장
mm
슬릿의 간격(d) : 0.25mm <슬릿F> 광원의 파장 : 632.8nm
실험회수
D(cm)
y(cm)
n(번)
I
1
71.4
1.1
6
mm
2
80.4
1.2
6
mm
3
87.4
1.3
6
mm
4
74.1
1.2
6
mm
5
77.8
1.2
6
mm
6
81.2
1.2
6
mm
7
79.3
1.3
6
mm
8
78.2
1.2
6
mm
9
77.6
1.2
6
mm
10
72.3
1.1
6
mm
평 균 파 장
mm
※ 오차값 =
슬릿 D의 오차값 →
슬릿 E의 오차값 →
슬릿 F의 오차값 →
6)실험 토의
이 실험을 하게 되면서 고등학교 때부터 배운 이론을 바탕으로 실험을 하면서 직접 눈으로 확인 할 수 있게 되어 좋았다. 우선 이 실험은 앞에서 했던 실험과 동일한 결과를 볼 수 있는 실험임에도 결과 값이 오차가 심하게 났다. 우선 우리가 사람이라 눈으로 밝기를 판단하여 했어야 됐는데 이것은 쉽지 않았다. 그리고 n의 개수를 세는 것에서도 두 번째 것 에서는 너무 스펙트럼이 연속해서 나온 것 같은 느낌을 주어 어디서부터 끊어 읽어야 될지 무척이나 애매했다. 그래서 아무래도 오차가 났던 것 같다. 그리고 y의 길이도 첫 번째 간섭무늬에서 n번째 간섭무늬 사이 길이를 재는데 중심에서 중심을 측정하는 것이라 정확하게 측정을 할 수 없었다. 그래서 오차가 났던 것 같고 측정을 하는 자가 평행이 잘 안 되서 길이의 작은 오차가 났을지도 모른다. 사실 파장은 nm로 작은 단위인데 우리가 측정한 단위는 cm로 106개가 차이가 난다. 이렇게 우리는 대략적인 거리라서 많은 오차가 났던 것 같다. 앞에 실험은 그나마 측정하는 것과 파장의 단위가 똑같았지만 이번 것은 그렇지 못해서 아무래도 오차가 더 크게 난 것 같다.
7)참고도서와 사이트
·Optics Hecht 장 수 외 공역 도서출판 대웅
·광학 김두철 유영훈 편저 제주대학교 출판부
·응용과학 장수 조재흥 외 공역 두양사
·기초광학 윤재선 저 두양사
·일반물리학 실험 청문각
·현대 광학 서울대학교 광학연구회
·http://www.kangwon.ac.kr/%7Esericc/sci_lab/physics/young_slit_1/young_slit_1.html
·http://ellipse.kyunghee.ac.kr/young.hwp
·http://syphysics.com/zboard/zboard.php?id=study&page=1&sn1=&divpage=1&sn=o ff&ss=on&sc=on&select_arrange=headnum&desc=asc&no=7
·http://tftlcd.khu.ac.kr/~gscho/modify/young.PDF
·http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/modexp/Mdiff/main.htm
·http://user.chollian.net/~ahnsi/w/w9.html

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