마이켈슨 간섭계 실험 레포트

소개글

마이켈슨 간섭계 실험 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

가 있다면 아래의 스크린에 어떤 무늬를 볼 수 있을까? 그림 3을 보자.그림 4 에서 보이는 것처럼 앞뒤로 약간의 차이가 있는 두 지점에 간섭성이 있는 (이를 가간섭성의 빛이라 한다) 점광원이 있을 때 스크린에는 간섭무늬가 원형으로 나타날 것이다. (동심원으로 그려져 있는 파면이 실제 구면임을 상기하자)
한편 마이크로메터를 돌려서 거울 1을 앞뒤로 이동 시키면 스크린에 비추어지는 원형의 무늬는 안으로 오므라들든지 아니면 커지면서 밖으로 이동할 것이다. 마이크로메터의 움직인 거리를 눈금으로 측정하고 이때 오므라들어 소멸되는(혹은 가운데서 발생되는) 원형 무늬의 개수를 세어주면 이것들로부터 레이저의 파장을 구할 수 있을 것이다.
마이크로메터가 움직인 거리를 d라하고 무늬의 소멸(발생) 개수를 N이라 하자. 그러면 허광원 S1의 이동거리는 거울의 이동거리의 2배가 되어서 2d이다.
<식 1> 2d = Nλ
(1) 식으로부터 레이저의 파장을 정확하게 측정할 수 있다.
빛의 파장은 회절격자나 파브리-페로(Fabry-Perot)간섭계로 훨씬 더 정밀하게 측정할 수 있다. 그래서 마이켈슨 간섭계는 매질속에서 빛의 속도를 구하여 그 매질의 온도 분포를 측정하거나, 물체의 미소한 이동거리를 정밀하게 측정하는데 주로 쓰인다.
그림 4. 그림 3 에서의 (a)와 (b)가 겹쳐서 간섭무늬가 형성되어 있다. 원형으로 퍼져나가는 파가 실제로는 구면파이기 때문에, 오른편에 스크린이 수직으로 놓여 있으면 가운데가 밝고 무늬가 동심원인 간섭무늬가 생긴다. 그러나 두 파원중 하나를 이동시켜 둘 사이의 거리를 변화시키면 무늬는 오무러 들거나 커져 나간다. 그림에서 두 파원사이의 거리가 파장의 정수배이어서 가운데에 밝은 무늬가 생긴다.
3)실험 기구
-간섭계 Base
-He-Ne LASER(파장:632.8nm)
-볼록렌즈
-Beam Splitter, Adjustable mirror, Movable Mirror
-스크린
4)실험 방법
① 밑에 그림 같이 기구를 배치한다. 단 이때 He-Ne 레이저 앞의 볼록렌즈는 홀더에 부착하지 않는다.
② 에이저의 전원을 켜고, 레이저광이 각 거울의 중심에 수직이 되도록 레이저의 위치를 조절한다.
③ 앞 과정에서 스크린에 두상이 생기면, Adjustable mirror에 달린 조절나사를 이용하여 두 점이 정확히 일치하도록 한다.(오른쪽 상단의 조절나사는 좌우방향, 외쪽 하단의 조절나사는 상하방향을 조절할 때 사용한다.)
④ 이제 레이저 앞의 홀더에 볼록렌즈를 설치하여 레이저 광이 구면파를 이루게 한다.(렌즈를 부착할 때에는 렌즈의 금속부분이 홀더에 닿도록 한다.)
⑤볼록렌즈의 위치를 잘 조절하여 스크린에 동심원 모양의 간섭무늬가 스크린의 정중앙에 오도록 조절한다.(실험시 간섭무늬의 관찰을 쉽게 하기 위해서이다.)
⑥ 만약 원형의 간섭무늬가 나타나지 ②~③의 과정을 다시 점검한다.
⑦ 이제 마이크로미터를 천천히 돌려 원형무늬의 변화를 관찰한다.
⑧ 마이크로미터의 원점을 맞춘다.
⑨ 마이크로미터를 서서히 돌려가면서 간섭무늬가 20회 변할

키워드

마이켈슨 간섭계,   마이컬슨 몰리 실험,   마이켈슨 몰리 실험,   마이켈슨-몰리 실험,   마이컬슨 간섭계,   Michelson interferometer,   Michelson-Morley experiment