물리 실험 - 빛의 성질(파동기하학) - 결과보고서

목차

실험 1 - 색의 합성
실험 2 - 프리즘
실험 3 - 반사(평면과 곡면 거울)
실험 4 - 스넬의 법칙
실험 5 - 완전 반사
실험 6 - 굴절 (오목, 볼록 렌즈)
결론 및 검토

본문내용

따라 증가한다. 보라색의 진동수가 가장 크다는 것을 알 수 있다.
·세가지 기본 색이 프리즘을 통과하면 위의 그림과 같이 서로 교차하게 된다. 물론 이것은 굴절률의 차이 때문이다.
※(참고)프리즘을 통과하여 분산된 빛을 다시 모으려면 어떻게 해야 할까?
=> 분산된 빛을 동일한 프리즘을 거꾸로 하여 입사시키면 그 빛들이 다시 모여 흰색을 나타나게 된다.
실험 3 - 반사(평면과 곡면 거울)
모눈종이부착
질문 및 토의
·입사각과 반사각의 관계는?
=>입사각과 반사각은 같다(반사의 법칙)
·곡면거울에서 처점거리와 곡률 반경과의 관계는?
=>만일 물체가 거울로부터 대단히 멀리 떨어져 있다면 즉 물체거리 p가 R에 비하여 충분히 커서 p가 무한대에 가깝다고 할 수 있다면 1/p 0이고 식으로부터 q R/2임을 알 수 있다. 바꾸어 말해서 물체가 거울로부터 아주 먼 경우에 상점은 그림에서 볼 수 있듯이 곡률중심과 거울 중심의 중간 지점에 생긴다. 광원이 거울로부터 대단히 멀리 있음을 가정했으므로 그림에서 광선들은 거의 평행하다. 이 특별한 경우의 상점을 초점 F라 하고 상거리를 초점거리 f라 하는데 초점거리는 다음과 같다. f = R/2
·평면거울의 곡률 반경은?
=> 무한대가 된다.
실험 4 - 스넬의 법칙
입사각
굴절각
굴절률
평균
상대오차
모눈종이 부착
질문 및 토의
·사방육면체에 들어오는 빛 줄기에 대한 나가는 빛줄기의 각은?
모눈종이 부착
실험 5 - 완전 반사
모눈종이 부착
질문 및 토의
·들어가는 빛의 각이 임계각보다 조금 작은 각에서 조금 큰 각으로 변할 때 반사되는 빛의 밝기는 어떻게 되는가?
=>임계각보다 큰 각으로 빛이 들어갈 때 그 빛은 전반사를 이뤄 공기중으로 나가지 못하고 그 물체로 모두 반사된다. 따라서 이론적으로는 그 빛의 밝기는 줄어들지 않는다.
·붉은 빛과 보랏빛 중 어느 것의 임계각이 큰가?
=>보랏빛이 붉은빛보다 굴절률이 더 크다. 굴절률이 더 크다는 말은 굴절각이 더 크다는 뜻이다. 따라서 n1*sin(i) = n2*sin(r)의 식에 의해 굴절각이 클수록 임계각 또한 크게 된다.
실험 6 - 굴절 (오목, 볼록 렌즈)
모눈종이 부착
모눈종이 부착
결론 및 검토
이번 실험 목적은 간단한 광학 기구를 통해 빛의 반사와 굴절을 알아보고 파동의 기하학을 이해하는 것이었다. 우선 빛은 여러 가지 색으로 이루어져 있다는 것을 알 수 있었고, 빨강 파랑 초록의 비율에 따라 다양한 색깔이 나옴을 알 수 있었다. 다음으로 반의 법칙이다. 입사각과 반사각은 항상 똑같은 값을 가진다. 곡면 거울이나 렌즈는 초점과 곡률을 가지는데 곡률반경은 초점의 2배에 가까운 값을 가지게 되었다. 다음으로 빛의 굴절의 특징이었는데, 고등학교 때에 배웠지만 그 법칙의 이름을 모르고 있었던 '스넬의 법칙' 그 법칙을 응용하는 실험 또한 이론을 실험에서 확인해볼 수 있다는 점에서 재미가 있었다. 전반사 굴절 또한 흥미있는 실험이 되었다. 곡률 반경을 측청는데 애를 좀 먹었었는데, 곡면과 정확하게 일치하는 원의 중심을 잡기가 쉽지 않았다.

키워드

빛의 성질,   파동기하학,   결과,   물리,   실험,   보고서