현대물리실험-마이켈슨(A.A.Michelson)

소개글

현대물리실험-마이켈슨(A.A.Michelson)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

50.101
645.010
0.27
6547.095
654.710
토의사항
1. 마이켈슨 간섭계와 패브리-패럿 간섭계의 차이점
우선 두 간섭계의 파장을 통해 오차율을 구해보자
마이켈슨 간섭계: [{666.058(파장의 평균) - 632.8} / 632.8] X 100 = 5.26(%)
패브리-패럿 간섭계: [{649.860(파장의 평균) - 632.8} / 632.8] X 100 = 2.70(%)
오차율의 결과를 보면 패브리-패럿 간섭계가 마이켈슨 간섭계보다 더 정밀함을 알 수 있다. 또 위 결과 사진의 원형파형을 보면 사진상으로는 희미해서 잘 보이지 않지만, 패브리-패럿 간섭계가 더 선명한 원형파형을 그림을 알 수 있다. 즉, 마이켈슨 간섭계보다 원형이 더 가늘고 선명하며 넓게 그려진다. 이는 광선이 더 잘 분해되고 잘 통과함을 알 수 있다.
2. 왜 간섭 무늬과 원형 모양으로 나타나는가
위 그림에서 보듯이 빛이 광점에서 구면파로 나가게 되는 데, 빛의 간섭이 일어나면, 많은 구면파들이 또 다른 구면파를 형성하게 된다. 그러므로 간섭무늬가 원형모양 즉, 구면파 형태로 관측되는 것이다.
3. 측정한 값으로 파장을 계산하고 오차의 원인을 생각해보자
각 간섭계의 파장과 오차율은 결과와 토의사항 1번에 있다. 결과적으로 패브리-패럿 간섭계가 더 정밀한 파장을 얻을 수 있었는데, 이는 광선이 더 잘 분해되고 잘 통과하기 때문이다.
두 간섭계의 오차율은 각각 5.26%, 2.7%가 나왔는데, 그러면 오차가 난 원인에 대해서 생각해 보자.
먼저, 간섭계의 보강간섭시 간섭무늬는 중심부에 밝은 무늬가 형성되고, 소멸간섭시 간섭무늬는 중심부에 어두운 무늬가 형성되는데, 이 밝은 무늬와 어두운 무늬가 바뀌는 것을 20회 측정하는 과정에서 오차가 날 확률이 가장 클 것 같다. 육안에 의해서 측정하는 것이고, 또 바뀐다는 경계면이 모호하기 때문이다. 가령 측정 시작할때의 밝은 무늬의 반경과 끝날때의 반경이 같아야 정확히 20회인데 그렇지 않다는 점이다. 또한, 무늬가 바뀌어서 돌아오는 시간에 공백이 있는데, 이 공백이 일정치 않아서 측정이 어려웠다는 점에서 오차가 날 확률은 더 커진다.
둘째로, 측정기구 셋팅과정에서 오차가 났을 확률이 있다. 간섭계에서 광경로차는 다른곳에서는 나지 않으므로 거울의 거리가 Beam spitter로부터 일치하다면 보강간섭이 일어나고 일치하지 않으면 다른 무늬가 형성되는데, 그 간섭무늬의 모양이 원형으로 나오지만 원형의 정확한 모양이 실험때마다 다르게 나타났다는 점이다. 여기서 원형의 모양은 빛의 파장이나 기타 각도 등에 의해서 당연히 다르게 나타나는 것이지만, 아무래도 깨끗한 원형모양이 잘 나오지 않았다는 점에서 오차가 났을 확률이 있다고 생각된다.
참고문헌
1. 대학물리/ 모혜정외 9명/ 교문사
2. 응용광학/ 장수,조재흥외 공역/ 두양사
3. 기초광학/ 윤재선 저/ 두양사
4. 광학의 기초/ 한국광학회 대구경북지회 편/ 두양사
5. OPTIC SOURCE BOOK/ science reference series

키워드

마이켈슨,   패브릿-패럿 간섭계,   빛의 간섭성