퓨리에 변환 분광

목차

1. 실험 목적

2. 이론

3. 실험방법

4. 실험 결과

5. 고찰 및 토의

본문내용

정확히 수직을 이루지 못하고 직각으로부터 작은 각도만큼 벗어나 있을 경우 피조우 무늬 가 관찰된다. 즉,와 사이에 있는 쐐기형의 공기막이 평행한 직선 무늬를 만들어 낸다. 이때 간섭광은 거울 뒤에 있는 한점으로부터 나오는 것처럼 보이는데 , 이 점에 눈의 초점을 맞추면 국재화된 무늬들을 볼 수 있다. 한편 거울 과 의 각도를 적절히 조절하면 직선, 원형, 타원형 포물선, 또는 쌍곡선 형태의 간섭무늬가 만들어지는 것을 해석적으로 보여줄 수 있다. 이것은 간섭무늬가 실상과 허상인 경우 모두에 대하서 잘 적용 된다.
마이켈슨 간섭계는 거리를 정확히 측정하는데 이용될 수 있다. 한쪽 거울이 만큼 씩 움직일 때 마다 각 무늬는 인접한 무늬를 향해서 하나씩 이동한다. 따라서 거울이 움직인 거리를 결정하기 위해서는 기준점을 지나가는 간섭무늬의 개수가 N일 때 거울이 움직인 거리는
이 된다. 물론 요즈음에는 전자적 방법으로 무늬의 개수를 쉽게 측정할 수 있다. 마이켈슨은 파리 근교 세브르에서 표준미터에 해당하는 적색 카드뮴선의 파장 수를 측정하기 위한 방법으로 이 간섭계를 사용하였다.
마이켈슨 간섭계의 각 경로에 편광기를 놓을 경우, 광로정차는 일정하게 유지되는 반면에 광파의 편광상태는 달라지므로 프레넬-아라고 법칙을 검증하기 위한 실험에 편광필터와 더불어 마이켈슨 간섭계가 사용될 수 있다.
금속판 거울과 철망 광속분리기로 구성된 마이크로파 마이켈슨 간섭계를 사용하면, 한쪽 거울이 이동함에 따라서 중심부에서 변화되는 무늬 개수를 검출기에 의해서 측정함으로써 마이크로파의 파장을 직접 결정할 수 있다. 또한, 한쪽 경로상에 플라스틱이나 유리 등과 같은 매질을 삽입하면 중심부의 무늬가 변화하는데 이를 측정함으로써 삽인된 매질의 굴절률과 유전상수를 결정할 수 있다.
3. 실험방법
1) 아래 그림과 같이 수평광학대에 마이켈슨 간섭계를 장치한다. 아래 그림처럼 기구를 배치 할 때 기구들을 제대로 정렬하기 위해서 레이저에서 나온 빛이 두 거울에 골고루 비추도록 수평을 맞춘다.
2) 거울의 방향, 레이저의 방향 등을 서로 수직이 되도록 적절히 조정하면 레이저에서 나오는 빛은 두 빛으로 나뉘어져 스크린에 나오도록 한다.
3) 간섭무늬가 발생하면 레이저를 켜서 공진기의 열적팽창이 되도록 한다.
4) 그 열적 팽창에 따르는 간섭무늬의 변화를 관찰 한다.
5) 간섭무늬의 모양을 카메라로 촬영, 인화 한다
4. 실험 결과
5. 고찰 및 토의
이번 시간에는 퓨리에 변환 분광에 대해 실험하였다. 마이켈슨 간섭계를 설치하여 실험하고 실험을 통해 빛의 간섭 무늬의 변화를 관찰하고 레이저 공진기의 열팽창으로 인하여 생기게 되는 무늬의 변화를 실험을 통하여 알아보는 것이다. 마이켈슨 간섭계는 3학년 때 해보았던 실험이라 쉽게 생각했는데 생각보다 쉽지 않았다. 우선 광축을 맞추어 빛이 정확하게 반사되게 해야 하는데 광축을 맞추어 공진기에서 반사가 정확하게 되지 않아 맞추는데 오랜 시간이 걸렸다. 또 렌즈와 레이저, 공진기의 거리를 맞추어야 했는데 이 또한 쉽게 되지 않았다.

키워드

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