빛의 반사와 굴절 예비 결과 레포트

소개글

빛의 반사와 굴절 예비 결과 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<예비레포트>
1.실험목적
2.이론
3.실험기구 및 장치
4.실험방법

<결과레포트>
5. 실험 DAta
6. 결과분석
7. 토론

본문내용

이 입사하는 면의 반대편에는 빛이 하나도 없어야 한다. 그러나 실험에서 보면 반대편에서 약하긴 하지만 빛이 있는 것을 볼 수 있다. 이 빛은 무엇인가?
- 빛을 프리즘에 통과 시키면 줄 빛띠를 만드는 현상을 볼 수 있다. 이 것 때문에 레이저를 사용 한 것이다. 하지만, 레이저 빛이 약간 퍼져서 임계각에 도달하지 못한 빛이 소량 남아 굴절을 일으켜 반대편에 약한 빛이 생긴 것이다
2. 지질학에 관련된 여러 책을 보면 레이저와 거울을 이용해 지표면이 움직이는 것을 확인했다는 글이 많이 적혀있다. 이번 실험을 이용해 어떻게 지표면의 움직임을 알 수 있을까?
- 파도가 거의 없는 바다에 배를 고정 시켜놓고 배 위에 레이저와 거울을 고정 시킨 후에 반사된 빛을 육지에 비추면 위치 변화를 보고 지표면의 움직임을 측정할 수 있을 것이다.
(단, 거울은 배위에서 크레인에 매달아 놓고, 수면의 높낮이 변화가 없어야한다.)
3. 전반사를 이용하면 빛이 지나는 섬유(광섬유)를 만들 수 있다. 이 광섬유는 한 물질을 굴절률이 다른 물질로 둘러싼 형태를 띄는데 어떤 원리로 이루어지겠는가? 그리고 이 때 두 물질이 갖는 굴절률의 관계는 어떠하겠는가? 간략히 설명하시오.(힌트 : 계속해서 반사를 시키면 된다.
- 상대적으로 굴절률이 큰 코어(광섬유)를 굴절률이 작은 글래딩(겉유리)이 감싸고 있는 구조이다. 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 입사될 때, 그 경계면에서 빛은 굴절률이 큰 쪽으로 굴절되어 진행한다. 그러나 입사각이 커짐에 따라 꺾이는 정도는 커지고, 마침내 일정 각도 이상 입사각을 넘어섰을 때 모든 빛이 굴절되지 않고 반사하게 된다. 이것을 전반사라고 하며, 전반사를 위해서는 빛은 반드시 굴절률이 큰 곳에서 작은 곳으로 입사되어야 한다.
▶참고
1. 정반사와 난반사
거울 면과 같이 매끈한 면에 평행 광선이 입사하면 반사광선은 나란하다. 이러한 반사를 정반사라 한다. 이 때에는 물체의 상(허상)이 생기게 된다. 대부분의 물체 표면은 매끄럽지 않다. 따라서, 이러한 물체 표면에 빛이 입사하면 빛이 닿는 각각의 입사점에서 반사의 법칙에 따라 반사하지만 반사된 광선은 서로 다른 방향으로 나아간다. 이러한 반사를 난반사라 하고 이러한 반사 광선을 산란광이라 한다. 물체를 어느 방향에서나 볼 수 있는 것은 물체 면에서 난반사가 일어나기 때문이다.
2. 빛의 굴절
빛이 서로 다른 매질의 경계면에서 진행할 때 매질에 따라 빛의 전파속도가 다르기 때문에 광선의 진로가 꺾이는데 이 현상을 빛의 굴절(reflection)이라 한다.
빛의 속도가 느린 매질은 밀한 매질이라고 하며 굴절률(n)이 크다.
빛의 속도가 빠른 매질은 소한 매질이라고 하며 굴절률(n)이 작다.
밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행하면 입사각보다 굴절각이 커지게 되고 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 진행하면 입사각보다 굴절각이 작게 된다
3. 광섬유 [참고 : http://eduez.co.kr]
광섬유는 빛이 빠져나가지 못하고 전반사를 할 수 있도록 만든 가는 유리관으로 굴절률이 큰 유리를 굴절률이 낮은 유리로 감싸고 있어 중심축에 작은 각도로 입사한 빛은 내부에서 전반사 되어 광섬유 속을 통해 계속 전달될 수 있다.
광섬유의 구조
코어(core)라고 부르는 중앙의 원통형 물질, 이를 둘러싸고 있는 클래딩(cladding), 이들을 뒤덮고 있는 자켓으로 구성된다
코어 : 광파를 전달하는 물질로 클래딩보다 굴절 계수가 높다. (위 그림에서 내부 푸른색 부분, 핵)
클래딩 : 광파를 코어 내로 유지시키며, 코어에 강도를 제공한다.(코어를 감싸고 있는 굴절률이 작은 물질)f
자켓 : 광섬유를 수분과 부식으로부터 보호한다.

키워드

반사,   굴절,   빛의 반사와 굴절