[일반물리학실험] 빛의 굴절 및 편광실험 예비 및 결과 보고서

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본문내용

직인 방향으로 진동면(또는 편광면)을 가지는 편광을 포함하는데, 어떤 경우에도 직선편광이 되지 못한다.
평면유리를 몇 장 겹친 것에 편광각으로 빛을 입사시키면, 직선편광이 반사될 때마다 투과광이 반사광과 수직인 편광면을 가진 직선편광에 가까워진다. 이 현상을 이용하여 직선편광을 얻는 장치로 오래 전부터 알려진 유리퇴(堆)라는 것이 있다. 또 면에 의한 반사는 아니지만, 대기 중의 많은 미립자에 의한 산란광(散亂光)도 부분적으로 편광하며, 특히 맑은 날 하늘로부터 오는 빛은 뚜렷한 편광성을 지닌다.
복굴절(複屈折) : 결정 등 복굴절성 물질 속의 빛은 속도가 다른 2개의 굴절광으로 나뉘어 진행되는데, 이들은 서로 수직인 편광면을 가진 직선편광이 된다. 따라서 적당한 방법으로 한 쪽 굴절광을 없애면 직선편광이 얻어진다. 방해석을 사용한 편광프리즘(니콜프리즘)이나 전기석판 등은 이 방법에 의하여 만들어진 편광자이다. 앞의 것은 방해석을 붙인 캐나다발삼층으로 한쪽 굴절광을 반사시키며, 나중 것은 한 쪽 굴절광을 많이 흡수하므로 투과광이 직선편광이 되며, 특정한 편광면을 가지는 편광만을 통과시키는 검광자(檢光子)로 사용할 수 있다.
다만 방해석이나 전기석은 얻을 수 있는 결정의 크기에 한도가 있으며, 특히 전기석은 착색이 강하여 정밀한 실험에는 적합하지 않다. 따라서 전기석과 마찬가지로 한쪽 굴절광을 강하게 흡수하는 미결정(微結晶)을 특수한 방법으로 기판 위에 일정한 방향으로 배열시킨 인조필터도 사용된다.
③ 편광의 이용
검당계에 의한 당의 정량(定量), 광탄성(光彈性)에 의한 변형력시험 또는 편광현미경, 유리 내부의 변형검사 등 공업계측에도 이용된다. 편광필터에 의한 수면이나 유리의 반대편 물체의 관찰과 촬영, 편광으로 투영한 2개 화면을 편광안경에 의해 좌우 따로따로 보는 입체영화 등에도 이용된다.
(3) 전반사
반사율이 100%인 빛의 반사. 빛이 광학적으로 밀(密)한 매질(굴절률이 큰 물질)에서 소(疎)한 매질(굴절률이 작은 물질)로 입사할 때, 입사각이 어느 특정 각도(임계각) 이상이면 그 경계면에서 빛이 전부 반사되어 버리고 굴절광선은 존재하지 않게 된다. 이것이 전반사이며, 전반사가 일어날 수 있는 입사각의 최소값을 임계각이라 한다.
예를 들면 빛이 유리에서 공기로 나아갈 때의 임계각은 42°이고, 입사각이 이보다 크면 빛이 모두 유리 내면에서 반사되어 버리고 공기 속으로는 나가지 않게 된다. 전반사프리즘은 유리의 이러한 성질을 이용한 것이다. 또 의학부문에서 사용되는 파이버스코프도 전반사를 이용한 것으로 굴절률이 큰 유리섬유의 심(心)을 굴절률이 작은 유리 층으로 덮고, 내면에 빛을 반사시켜 굴절률이 큰 유리섬유의 심을 따라 빛이 자유로이 휠 수 있게 되어 있다.
3. 참고문헌
Fundamentals of PHYSICS Sixth edition, Hallyday/ Resinick/ Walker, Wiley
일반 물리학 실험실 http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/
두산 세계 대백과사전 EnCyber

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빛의굴절,   편광실험,   반사,   빛의 굴절 및 편광실험