광섬유를 이용한 빛의 속도 측정

목차

1. 실험내용

2. 이 론

3. 실험 장치

4. 실험 방법

본문내용

다.
이러한 매질에서의 빛의 속도를 구하기 위해서는 반사율(진공에서의 빛의 속도와 매질에서의 빛의 속도와의 비)을 생각할 수 있다.
즉,
-------------------- ①
c : 진공중에서의 빛의 속도
v : 매질에서의 빛의 속도
n : 반사율
이 된다.
공기, 물, 유리에서의 반사율은 다음과 같다.
공기 : n = 1.000
물 : n = 1.333
유리 : n = 1.50
빛의 속도를 직접적인 방법으로 측정한 과학자는 1849년 프랑스의 피조(A.H.L.Fizeau)이다. 그는 빨리 회전하는 톱니바퀴 앞에서 광선을 톱니부분으로 비추어 그 광선이 회전하는 톱니에 의해 단속적으로 차단되어 펄스 형태로 발사되도록 하였다. 이 광선은 이로부터 8.63km 떨어진 지점에 있는 거울에 의해 반사되어 되돌아 오고 역시 톱니바퀴를 통과하여 눈으로 관측할 수 있게 하였다. 그러나 톱니바퀴의 회전속도가 적당치 못하면 빛이 차단되어 볼 수가 없고, 단지 회전하는 톱니바퀴의 골 부분을 잘 통과한 빛이 되돌아 왔을 때 다시 골을 만나면 눈으로 빛을 관측할 수 있게 된다. 톱니바퀴의 회전속도를 변화시켜 가며 빛을 관측하여 톱니산의 개수, 회전속도, 빛이 진행한 거리로부터 빛의 속도를 쉽게 구할 수 있어서, 3.15 x 108m/sec라는 상당히 그럴듯한 결과를 내었다.
그러나 여기에서는 광섬유를 이용한 빛의 속도를 측정하는 방법을 알아보고자 한다.
3. 실험 장치
⑴ 빛의 속도 측정 장치
⑵ 9VDC 어댑터
⑶ 광섬유 15㎝, 20m
⑷ 오실로스코프 (>20㎒)
⑸ 오실로스코프 프로브 2개
4. 실험 방법
⑴ 오실로스코프의 전원을 넣는다. 이 때, 오실로스코프의 셋팅은 아래와 같이 한다.
Horizontal Mode Switch를 A에 놓는다.
Triggering Mode Switch를 Auto에 놓는다.
Trigger Source Switch를 채널 1에 놓는다.
Triggering를 Positice Slope에 놓는다.
채널 1의 Volts/Div를 1 Volts/Div에 놓는다.
채널 2의 Volts/Div를 0.5 Volts/Div에 놓는다.
각 채널의 input를 AC에 놓는다.
Time/Div는 50㎱ Time/Div에 놓는다.
Vertical Mode를 ALT에 놓는다.
⑵ 채널 1의 프로브를 빛의 속도 장치의 “Refrence” 측정 단자에 연결한다.
그리고, 채널 1의 접지단자를 “Refrence” 측정 단자 아래의 “GND" 측정단자에
연결한다.
⑶ 채널 2의 프로브를 “Delay” 측정 단자에 연결한다. 그리고, 채널 2의 접지단자를
“Delay” 측정단자 아래의 “GND" 측정단자에 연결한다.
⑷ 채널의 입력 선택 단자를 “ground”에 놓는다.
⑸ 빛의 속도 장치용 어댑터를 연결한다. 황색 LED에 불이 들어오는지 확인한다. 또한
D3 (광섬유 LED) 에도 불이 들어오는지 확인한다.
⑹ “Calibration Delay” 손잡이를 12시 방향으로 돌린다.
⑺ 그런다음 15cm 광섬유를 D3와 D8에 연결한다.

키워드

광섬유,   빛의 속도 측정,   광섬유를 이용한 빛의 속도 측정