프리즘을 이용한 굴절률 측정

본문내용

상의 움직임이 반대로 향하거나 없어지는 지점에서 원반을 고정하고 눈금을 읽는다.
4) 프리즘을 내려놓고 직접 상을 관측하여 눈금 V'를 읽는다.
5) 최소 편의각 를 계산한다.
6) 프리즘의 각 파장에 대한 굴절률을 계산한다.
5. 실험결과
＊ 프리즘의 꼭지각 (망원경을 좌우로 돌려 프리즘에서 반사된 빛을 십자선에 맞추고 눈 금을 읽어 구한각도를 더해 2를 나눈다.)
1차 측정 : , 2차 측정 :
a(꼭지각)의 평균값 : 60.375
＊ 최소 편의각( = V - V')
V=39.1 , V'= 0
= 39.1
＊ 굴절률 계산
스넬의 법칙:
n (굴절율)
δm 최소 편의각
1.512
38.3 (빨간색)
1.523
39.2 (녹 색)
1.536
40.4 (파란색)
⇒
6. 고찰
앞에 실험과 마찬가지로 분광기를 이용하여 프리즘의 굴절률을 측정하는 실험이었다. 꼭지각과 최소 편의각을 알면 스넬의 법칙은 으로 쓸 수 있었다. 이때 δ는 변하지 않아야 하고 인 경우이다. 프리즘의 꼭지각을 구하는 방법은 collimator에서 나온 빛이 프리즘의 양면에 반사되도록 프리즘의 꼭지각을 collimator쪽으로 향하게 놓고 상을 십자선 위치에 놓은 후 눈금을 0에 맞추고 망원경을 좌우로 돌려서 반사된 빛을 십자선에 맞추고 눈금을 읽으면 그것이 각도가 된다. 좌우 각도를 더해서 2로 나누면 꼭지각을 알 수 있었다. 최소 편의각의 측정은 collimator에 대해 옆으로 가도록 놓고 망원경을 회전 시켜서 굴절광에 의한 상을 우선 찾고 원반을 좌우로 회전시켜서 상을 관찰하면서 망원경의 시축과 입사광이 이루는 각 δ가 감소하는 방향으로 원반을 돌리면서 망원경으로 상을 추적한다. 그리고 상의 움직임이 반대로 향하가나 없어지는 지점에서 원반을 고정하고 눈금을 읽고 프리즘이 없이 상을 관찰하여 눈금을 읽는다. 그러면 처음 구한 각에서 나중에 구한 각을 빼면 최소 편의각을 구할 수 있었다. 이렇게 구한 값들을 위 식에 대입하여 나온 굴절률 들은 각각의 파장에서 약간씩 틀리긴 하지만 비슷한 값이 나왔다. 프리즘을 이용하는 기능인 스펙트럼과 광속의 전파 방향을 바꾸는 것 말고도 스넬의 법칙을 이용하면 프리즘의 굴절률을 측정 할 수 있다는 것을 알게 된 실험이었다.
7. 참고문헌
HECHT 광학 조재흥, 장수, 황보창권, 조두진 공역 - 두양사 -
기하광학 이원진 외 11명 - 수문사 -
응용광학 장수, 조재흥 외 공역 - 대웅 -

키워드

프리즘,   굴절률,   편의각