[기초물리실험] 기하광학 - 반사

소개글

[기초물리실험] 기하광학 - 반사에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

굴절률(°)
입사각(°)
굴절률(°)
30
1.334
30
1.7
45
1.33
45
1.67
60
1.47
60
1.51
평균 굴절률 : 1.378
평균 굴절률 : 1.63
대부분 유리 굴절률 : 1.5
실험오차 :
아크릴 : 1.49
실험오차 :
<토의 및 결론>
레이저를 광원으로 한 것. 레이저는 아주 작은 광점으로, 모으기가 쉽고 광 에너지의 강한 이점을 살려 팩스나 인쇄기에 사용된다. 송신기에서는 원고 조사용 광원으로, 수신기에서는 필름 등에 대한 기록 광원으로 사용된다.
->레이저 광원을 사용함으로써 백열등을 광원으로 사용한 것보다는 훨씬 더 자세한 결과를 얻을 수 있었다. 다만, 백열등을 사용했을 때는 반사의 법칙이 완벽하게 성립했는데, 레이저를 광원으로 사용함으로써 거울도 완벽하게 성립하지 않을뿐더러 아크릴과 유리에서는 반사선이 두 개 생겼다. 선이 두 개가 보인 것은 아크릴과 유리의 경우 두께가 있다. 그 래서 앞면과 뒷면 두군데서 반사가 일어나게 이것으로 반사의 선이 두 개가 생긴 것이다.
또, 거울에서 역시 완벽하게 되지 않은것은 백열등이 광원이었을 때는 초점이 정확하지 않아 대강 같은 각에 맞아떨어진다고 생각되었던 것이, 정확한 초점으로 보니까 약간씩 오차가 생겼다. 그렇다면 이 오차는 어떻게 생긴 것일까. 바로 우리가 수작업으로 모든 것을 하다보니 측정에 있어 실수를 한것 같고, 굴절률 측정시 오차 원인부분과도 관련이 있다.
굴절률 측정시 오차 원인 :
▷우선 실험에 쓰신 빛의 파장이 얼마였는지가 문제이다.
빛은 파장에 따라 굴절율이 다르기 때문에 실험에 이용된 빛의 파장을 아는게 가장 중요하다. 일잔적으로 우리가 색깔을 느끼며 볼 수 있는 빛을 가시광선이라 하고, 그 파장범위는 대략 400-700nm(nano meter, 십억분의 1 미터)이다. 즉 파란색은 450nm 정도, 연두색은 540nm 정도, 빨간색은 630nm정도의 파장을 가지고 있는 전자기파가 빛이다. 보라색보다 짧은 파장의 빛을 자외선, 빨강보다 긴 파장의 빛을 적외선이라 부르며 파장에 따라 그들의 특성이 달라지느것이 바로 빛 에너지 이다. 그래서 광학을 좀 더 알게되면 굴절율을 파장에 따라 다시 분류하게 되고, 색깔에 따라 굴절율이 다르므로 색수차라는 것이 생기며, 이들을 보정해 주기 위하여 여러가지 광학 가공기술이 개발,발전한다. 따라서 우리가 사용한 파장을 정확히 알아야 한다.
▷ 광학 유리는 수백 가지가 있어서 어느 유리로 실험을 하셧는지에 따라 그 유리의 굴절률또한 다르다. 우리가 흔히보는 창유리는 소다유리 라고 하는데 587.6nm 에서의 굴절율이 1.523 정도이고 석영유리는 1.46 정도 입니다. 광학유리는 1.4 - 2.0 영역에 걸쳐서 많은 종이 있다. 여기서 우리가 사용한 유리의 종류를 또한 자세히 알아볼 필요가 있다.
▷ 어느 실험에서도 마찬가지이듯이 인간의 손, 눈을 사용하여 실험을 한다. 따라서 자연스레 측정값에서 오차가 생길 수 밖에 없고, 계산과정에서도 유효숫자를 어디까지 두느냐에 따라 마찬가지이다.

키워드

반사,   굴절,   굴절률