일반물리실험 - 빛의 성질 결과보고서

소개글

일반물리실험 - 빛의 성질 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험목적

실험원리

실험기구및재료

실험방법

측정값

실험결과

질문및토의

결론및검토

본문내용

들어가는 빛은 들어갈 때, 한번 굴절되고 공 기 중으로 나올 때 또 굴절되기 때문에 들어오는 빛줄기의 각과 나가는 빛줄기의 각은 같다.
실험5 - 완전반사(전반사)
① 들어가는 빛의 각이 임계각()보다 조금 작은 각에서 조금 큰 각으로 변할 때 반사되는 빛의 밝기는?
⇒입사각이 커지면 빛이 더 분산되어 밝기가 어두워진다. 빛은 가시 빛들이 다 모여서 만들어진 백색광이다. 이 빛들이 분산되면 백색광이 어두워지고 서서히 가시 빛으로 다시 나눠진다.
② 붉은 빛가 보라 빛 중 어느 것의 임계각이 큰가?
⇒실험에서 임계각()을 찾기 위해서 가시 빛에서 굴절률이 가장 낮은 붉은색이 사라지기 시작한 지점에서 임계각()과 굴절광선의 반사광선을 측정하였다. 붉은색은 보라색보다 파장이 길며 굴절률이 작다. 파장이 길수록 굴절률은 작아지고 임계각은 커지게 된다. 따라서 파장이 긴 붉은 빛이 파장이 더 짧은 보랏빛보다 임계각이 더 크다.
<결론 및 검토>
이번 실험은 파동의 기하학적인 빛의 성질을 알아보는 실험이었다. 광학기구, 프리즘, 오목거울, 볼록거울, 평면거울을 이용하여 빛의 색의 합성, 빛의 분산, 빛의 반사, 빛의 굴절, 스넬의 법칙(snell's law), 완전반사(전반사)를 알아보았다. 실험에 앞서 실험실로 들어오는 외부의 빛을 차단하여 실험의 정확도를 높였다. 빛은 가시 빛이라는 여러 가지 광원들의 합성으로 이루어진 합성광원이다.
첫 실험으로 빛을 합성해 보았다. 색을 합성하는 경우와는 다른 결과가 나왔다. 색의 기본색(삼원색)은 빨간색, 노란색, 파란색이다. 이것들을 합성할 경우 검은색이 생기게 된다. 하지만 빛을 합성할 경우에는 검은색이 나타나는 것이 아니라 하얀색, 즉 백색광이 나타나게 된다. 이러한 점이 빛과 색의 다른 점이라 할 수 있겠다. 빛의 세 가지를 합성하는 것 외에 세 가지 빛 중 두 가지씩을 합성하여 보았다. Red와 Blue를 합성하면 보라색이 나타나며, Red와 Green을 합성하면 노란색이 나타난다. 그리고 Blue와 Green을 합성하면 청녹색이 나타났다.
두 번째 실험은 빛을 프리즘에 통과시킴으로써 빛의 분산과 굴절률을 알아보는 실험이었다. 백색광은 각각의 파장에 따라 다른 각으로 굴절되는데 그 굴절각은 스넬의 법칙에 의존하고 굴절각이 다르기 때문에 분산이 일어나는 것이다. 그리고 세 가지 기본색(R+G+B)을 프리즘에 통과시킨 결과 프리즘으로부터 거리가 멀어질수록 빛은 분산에 의해 합성현상이 나타났다. 프리즘을 통과한 백색광은 빨강-주황-노랑-초록-파랑-남색-보라가 보였으며 굴절률은 빨강<주황<노랑<초록<파랑<남색<보라 순으로 크다는 것을 알게 되었다.
세 번째 실험은 반사의 법칙을 알 수 있는 간단한 실험이었다. 오목거울과 볼록거울에 의해 맺힌 초점은 그 곡률반경의 이 되었으며 평면거울은 입사각 = 반사각에 의해 빛을 일정하게 순서만 바꾸어 반사하였다.
네 번째 실험을 통하여 스넬의 법칙(snell's law)을 확인해 보았다. 스넬의 법칙은 입사각과 반사각 그리고 두 매질의 굴절률과 관련된 법칙으로 이라는 공식을 나타낸다. 여기서 입사각 혹은 반사각의 싸인값은 그 매질의 굴절률과는 반비례한다는 것에 유의하여야 한다. 또 스넬의 법칙은 굴절률을 증명해준다.
완전반사(전반사)실험이 마지막 실험이었다. 전(全)반사란 들어온 빛이 모두 반사된다는 뜻이다. 완전반사의 조건인 임계각()은 바로 알아낼 수 없어서 입사된 빛과 반사된 빛 사이의 각 2를 측정하여 임계각()를 알 수 있었다.
전체적으로 이 실험은 빛의 성질을 알아보았다. 이 빛은 특히 분산이라는 큰 특징이 있었으며 분산에 의해 각각의 파장별로 굴절률이 다르다는 것을 알았다.

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