[현대 광학 실험] 푸리엘학-2F정렬

소개글

[현대 광학 실험] 푸리엘학-2F정렬에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험의 목적

실험의 이론

실험 장치

실험 과정

실험 결과

결론 및 검토

본문내용

높이와 중심을 맞추어 렌즈를 투과하게 조정한다.
4. (1,3),(1,1),( 5,1)에 각각 +100 볼록렌즈판, 표면거울, +150볼록 렌즈판을 각각 설치한다.
5. 빛의 경로를 동그란 구멍이 나있는 홀더로 확인하며 마지막으로 흰색 판의 중앙이 오도록 판을 빛의 경로 마지막에 설치한다.
6. 색 지움 렌즈바로 앞에 핀홀을 설치하여 빛의 분산을 줄여준다.
7. 두 번째 표면거울과 +150볼록렌즈 판 사이에 여러 가지 회절격자를 바꾸어 가며 흰색 판에 나타나는 빛의 모양을 관찰하여 본다.
실험 결과
<핀홀을 설치하기 전 사진>
핀홀을 설치하기 전에는 상이 퍼져 제대로 관측되지 못하였다.
<전체적인 틀을 잡아주는 모형도>
전체적인 윤곽을 잡아주는 모형도로 각각의 특징과 위치를 손쉽게 알 수 있었다.
<1mm의 구멍을 통과한 빛>
<50line/mm격자슬릿을 통과한 레이져>
주변환경이 밝아 제대로 관측되어 지지는 않았지만 점의 끝과 끝의 길이는
약 3.4cm정도로 나타났다.
<마지막 핀홀을 장착하여 맞추는 모습>
결론 및 검토
붉은 빛의 He-Ne레이저와 반사경 두 개 볼록 렌즈경 두 개 색지움 렌즈와 핀홀 이 모든 것을 빛의 경로에 따라 위치 조정하는 것에만 실험 한주를 투자할 만큼 모든 것이 낯설고 힘들었다.
하지만 푸리에변환의 성질인 선형적인 단파장으로 나오는 것을 두 번의 반사경을 통과하여 구형적인 모습으로 흰색 판에 비칠 수 있다는 것을 토대로 실험기구 하나하나 위치를 잡아가니 둘째날 실험에서는 비교적 괜찮은 결과를 얻어낼 수 있었다.
첫날 우리조의 조작 미숙은 반사경 전체를 움직이려 애쓰기 바빠 미세하게 움직일 수가 없어 색지움 렌즈에 투과 시키려는 것도 높이를 맞추기 힘들어 애를 썼지만, 구멍 홀더 하나를 이용하여 높이와 중심을 맞추고, 반사경 전체가 아닌 반사경 뒤에 볼트를 조작하여 미세하게 움직이니 쉽게 맞춰 갈 수 있었다.
또한 핀홀 부터 맞춰 가려고 노력했던 방법을 바꾸어 볼록렌즈들과 반사경을 구멍 홀더를 이용하여 높이와 중심을 맞추어 빛이 흰색 판에 올바르게 오는지 확인한 후 핀홀 중심을 맞추니 실험을 매끄럽게 진행할 수 있었다. 위의 사진에서와 같이 핀홀을 장착하고 나서의 효과는 빛이 더 선명하게 나타날 수 있어 확연한 상을 얻어 낼 수 있다는 것을 알 수 있었다.
이번 실험을 통하여 사진을 찍긴 했지만 주변환경이 밝아 회절격자에 따른 빛의 모양이 잘 보이지는 않지만, 눈으로 확인하여 본 결과 여러 가지 요소 스크린 격자를 비추어 보았 을때는 가운데는 가장 밝고 겉으로 길게 퍼지는 빛이 약간 보이는 정도로 나타났었다.
두 번째 50라인 회절격자를 비추어 보았을때는 위의 사진과 같이 많은 점들이 줄지어 나타났는데, 이러한 이유는 빛의 파동성으로 인해 나타났음을 눈으로 확인해볼 수 있는 실험이였다.
이 실험에서 두 반사경을 통한 2차 반사회절격자를 이용한 것이므로
이번 실험결과를 2차원 회절격자 공식을 이용하여 풀어보았다.
우선 를 생각해보아야 하는데 그 값을 구하면
이다.
그리고 그 값들을 식에 각각 를 대입하여 넣어 계산하여 보면
으로 회절격자는 47.3082line/mm로 계산되어진다. 이 실험 결과는 본래의 50line/mm회절격자와 약 5.38%의 오차율로 적지 않은 차이를 얻어낸 것이다.
이러한 오차가 나타나게 된 이유는 플레이트 판에 새겨진 눈금의 범위가 5cm씩 넓게 되어있어 정확한 위치파악이 불가능 하여 이번 실험은 수치적인 판독이 비교적 부정확하게 나타났다. 또한 실험 환경 조건이 밝은 곳에 위치하고 있고, 시각적으로 보는 것이라 빛의 길이 판독이 개인마다 차이를 보였기 때문에 결과값 또한 각각 조금씩 다르게 나타났다.

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