빛의 굴절 및 반사 예비보고서

목차

1. 제목

2. 목적

3. 이론

4. 실험 기구

5. 실험 방법

6. 참고문헌

본문내용

공기)으로 빛이 굴절하여 들어간다면, 전반사가 일어나는 임계각 와 입사매질 과의 관계는 식 으로부터 이 된다.
※전반사 (total reflection)
반사율이 100%인 빛의 반사이다. 빛이 광학적으로 밀한 매진(굴절률이 큰 물질)에서 소한 매질(굴절률이 작은 물질)로 입사할 때 입사각이 어느 특정 각도(임계각) 이상이면 그 경계면에서 빛이 전부 반사되어 버리고 굴절광선은 존재하지 않게 된다. 이것이 전반사이며, 전반사가 일어날 수 있는 입사각의 최소값을 임계각이라 한다.
※임계각 (critical angle)
굴절률이 큰 물질에서 작은 물질로 빛이 입사할 때, 그 이상의 터 큰 각도에서는 전반사가 일어나게 되는 입사각의 값이다. 임계각()은 두 물질의 굴절률에 의해 정해지며, 두 물질의 굴절률을 라고 하면 이 된다.
※파장에 따른 굴절률 차이
(a)소한 매질에서 밀한 매질로 입사 : 파장이 짧을수록(파란색) 굴절각이 작다
(b)밀한 매질에서 소한 매질로 입사 : 파장이 짧을수록(파란색) 굴절각이 크다
∴짧은 파장일수록 굴절률이 크다
※빛의 파장에 따른 굴절률 차이를 이용한 사례
<프리즘>
백색광이 프리즘을 통과하면 무지개가 보인다. 이는 파장에 따른 굴절률의 차이 때문에 생기는 현상이다.
<무지개>
공기 중에 있는 물방울 입자에 햇빛(백색광)이 굴절되고 내부 반사되어 파장에 따른 다른 굴절률 때문에 무지개가 보인다.
4. 실험 기구
①반원형 프리즘( 유리 또는 플라스틱)
②극좌표관
③평면거울
④지지대
⑤레이저
5. 실험 방법
<반사>
①평면 거울이 각도기판 중심을 지나고 각도기판에 수직이 되도록 세우고 입사광이 각도기 중심을 향하도록 한다.
②입사광과 반사광이 모두 판에 대하여 수평이 되도록 맞춘 후에 극좌표판을 돌리면서 반사되어 나오는 광선을 스크린에서 찾는다.
<굴절>
①반사의 경우와 같이 레이저 광을 조절하여 작은 입사각으로부터 각도기를 돌리면서 스크린에서 광선을 찾으며 입사각과 굴절각을 측정한다.
<임계각>
①굴절 실험 때와 반대로 반원형 프리즘의 둥근 면으로 광선이 입사하도록 하여 입사각을 증가시키며, 굴절광이 사라지기 시작하는 입사각까지 계속하여 임계각을 측정한다.
②굴절 실험에서 측정한 굴절률을 사용하여 식(3)으로부터 임계각을 계산하여 측정값과 비교하여 본다.
6. 참고문헌
1) 동아세계대백과사전. 동아출판사. 5.2,3
2) http://100.empas.com/html (백과사전)

키워드

빛,   빛의 굴절,   빛의 반사,   페르마,   전반사