광의산란특성 결과보고서

소개글

광의산란특성 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 이론 요약


2. 실험 결과


3. 데이터 분석 및 결과 토론


4. 결 론

본문내용

. 비례관계를 논의한다.
√ 이것은 농도에 대한 변수를 제거하였을 때의 결과인데, 파장이 적색->청색으로 변화하면서, 즉 파장의 길이가 짧아지면서 투과광의 세기가 줄어듦을 알 수 있었다. 역시 위의 고찰과 마찬가지로, 투과광이 세기가 줄어들면 산란광의 세기가 비례하여 증가한다고 가정하였을 경우, 파장이 길어질수록 산란광의 세기가 줄어든다고 짐작해볼 수 있다.
(2) 관측 방향에 따른 산란 특성
1) 산란광의 세기에서 수조의 반사광 세기를 제거하여, 보정한 데이터를 얻는다.
√ 다른 데이터보다 눈에 띄는 것이 0도에서의 값이 큰 음수값이 나왔다는 것인데, 이것은 실제로 수조의 반사광 외에 많은 양의 투과광이 합쳐진 값이므로, 0도에서의 값 자체는 큰 의미를 갖지 않는다고 생각해 볼 수 있다.
2) 각도에 따른 산란광의 세기를 그래프로 그린다.
3) 산란입자가 레일리 기준을 만족하는 여부를 논의한다.
√ 다시 한 번 레일리 공식을 살펴보면, 로 정의된다. 이 식에서의 조절할 수 있는 변수는 크게 세 가지이다. 하나는 충돌 입자의 수(농도), 두 번째는 파장, 그리고 마지막으로 각도(). 이번 실험에서는 농도와 파장을 고정하고, 각도를 조절해가며 값을 측정했다. 실제로 위의 식에 각도별 값을 대입해, 산란파세기의 비를 비교해보는 것도 좋지만, 이번 실험에서 외부에서의 빛이 있다는 점 등을 고려하면, 오차가 많이 생길 것 같아, 상식적인 선에서의 검토만으로도 충분하다고 생각한다. 즉, 레일리법칙에서는 90도에서 최소값을 가진 후 90도 이상에서부터 다시 값이 증가하기 시작한다. 즉, 90도를 기준으로 대칭적이다. 반면, 미 산란에서는 입자의 크기가 큰 경우를 말하는데, 전방위(90도 이하)에서만 많은 산란광이 검출될 뿐, 90도 이후부터는 그 값이 훨씬 작아야 한다.
실험 결과값을 보면, 80°에서 최소값을 가졌고, 그 미만의 각도에서는 대체적으로 점차 증가하였다. 중요한 것은 90° 이상에서 값이 다시 증가하였느냐인데, 실험결과값을 보면 130°부터 다시 증가하기 시작하는 것을 알 수 있다. 특히 140°에서는 매우 큰 값을 가지기 시작했는데, 이것은 미 산란의 공식에는 위배되는 값이다.
따라서 우리는 이번 실험에서 다음과 같은 결론에 도달할 수 있다.
우리가 실험한 커피 가루는 그 입자가 충분히 작은 입자이다. 실험 결과, 정확하지는 않지만 80°~90°를 기준으로 비교적 대칭성을 보이며, 그 값이 0°와 180°로 감에 따라 다시 증가하는 것을 볼 수 있다. 레일리 법칙에서는 90°를 전후로 다시 산란광의 세기가 증가하는데, 우리의 결과 또한 그러하였다.
따라서 이번 실험은 레일리 기준을 만족한다.
√ 140° 이상에서의 측정값이 없는 이유는 광검출기가 광원의 빛을 차단하기 시작했기 때문이다. 따라서 150°부터의 값은 기록하지 않았다.
4. 결 론
우리는 광의 산란특성에 대해 알아보았다.
만일 충돌하는 산란 입자의 크기가 매우 작을 경우에는 레일리 법칙을 따르는데, 실험 결과 산란광의 세기는 파장이 길수록 그 값이 줄어들고(정확히는 ), 또한 산란입자수의 농도에는 이론과 거의 비슷하게 비례하였다. 마지막으로는 관측 방향에 따른 산란광의 세기를 측정하였는데, 커피를 미량 넣은 후 실험한 결과, 이는 레일리 법칙을 따르는 것으로 확인되었으며, 이를 통해 우리는 산란광의 세기는 에 비례한다는 것을 유추할 수 있었다.
따라서, 이를 우리가 배운 레일리 법칙에 접목시켜보면, 산란광의 세기는 파장이 길수록 감소하며, 충돌입자의 수, 즉 농도에는 정확히 비례하고, 산란될 때의 산란광의 크기는 90°에서 최소값을 갖고, 그 전후로는 다시 증가한다는 것을 알 수 있었다.

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