[일반물리학] (결과 보고서) 빛의 성질(파동 기하학)

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목차

빛의 성질(파동 기하학)
1. 측정값
2. 실험 결과
3. 질문 및 토의
4. 결론 및 검토
5. 참고 문헌 및 출처

본문내용

가진다. 즉 정비례한다.
2. 평면거울에 대해 세 가지 색들이 왼쪽에서 오른쪽으로 방향을 바꾸는가?
-> 빛은 평면거울에서 입사각과 반사각은 동일하다. 왼쪽에서 오른쪽으로 그 삼광은 뒤 바뀐다.
3. 곡면거울에서 초점거리와 곡률반경과의 관계는?
-> 볼록 거울에서 초점거리는 , 곡률반경은 가 측정 되었고, 오목 거울 에서는 초점거리 , 곡률 반지름은 가 측정 되었다. 오차범위를 생각한다면 초점거리와 곡률반경은 의 관계를 성립한다고 할 수 있다.
4. 평면거울의 곡률 반지름은?
-> 에서 평면거울의 초점거리는 이다. 따라서 곡률반경역시 라고 할 수 있다.
실험 4 스넬의 법칙
1. 사각프리즘에 들어오는 광선과 나가는 광선의 각도 차이는?
-> 빛이 , 인 사각프리즘을 통과한다고 생각해 보자. 스넬의 법칙에 의하여 , 를 만족한다. 연립하면 이므로 사각프리즘에 들어오는 빛과 나가는 빛은 평행하다.(즉 , 들어오는 광선과 나가는 광선의 각도는 같다.)
실험 5 완전 반사
1. 들어가는 빛의 각이 임계각 보다 조금 작은 각에서 조금 큰 각으로 변할 때 반 사되는 빛의 밝기는 어떻게 되는가?
->흰색 빛이 임계각에 다다르면 우선 스펙트럼으로 분산된다. 임계각 보다 작은 각에서 조금씩 그 각이 커져 가면 스펙트럼의 가장 아랫부분에 위치한 보랏빛이 먼저 반사가 된다. 즉 처음에는 보라색뿐이라 반사되는 빛의 세기는 매우 약하 다. 그 후 임계각을 지남에 따라 점점 반사되는 빛이 늘어나고 빛의 세기 역시 점점 세진다. 마지막으로 붉은빛이 임계각을 지나는 순간 반사된 빛은 입 사된 빛과 거의 같은 크기를 가지며 최대치를 이룬다.
2. 붉은빛과 보랏빛 중 어느 것의 임계각이 큰가?
-> 임계각의 사인값은 각 빛의 굴절률의 역수에 비례한다. . 굴절률은 속도의비와 같다. 공기 중 에서 빛의 속도는 색에 관계없이 모두 같다. 하지만 매질 안에서는 매질의 고유진동수에 가까운 빛일수록 속력이 느려진다. 프리즘 의 고유진동수는 자외선 영역이므로 보라색 계열의 빛이 속도가 더 많이 느려 지게 되고 따라서 굴절률이 커지게 된다. 결국 굴절률이 큰 보라색이 굴절률이 작은 붉은 색보다 임계각이 더 작아지게 된다.
3. 완전 반사를 응용한 기구나 장비가 무엇이 있는지 알아보자.
-> 대표적인 응용분야는 광섬유통신이다. 광섬유통신은 튜브 형태의 섬유 케이블의 내부에 정보를 저장한 빛이 진행되는 형태로 구성된다. 따라서 정보가 손실되 지 않고, 매우 빠른 속도로 정보를 전달할 수 있는 장점이 있다.
실험 6 굴절(오목, 볼록렌즈) -없음
4. 결론 및 검토
이번 실험은 광학기구, 프리즘, 오목거울, 볼록거울, 평면거울을 이용하여 빛의 색의 합성, 빛의 분산, 빛의 반사, 빛의 굴절, 완전반사, 스넬의 법칙, 굴절에 대하여 알수 있는 실험 이였다. 빛은 여러 가지 진동수를 가진 광원들의 합성으로 이루어진 합성광원이며 이빛은 분산이라는 특징이 있고 분산에 의해 각각의 파장별로 굴절률이 다르다는 것을 알 수 있었다. 그리고 빛의 입사각과 반사각은 같으며, 통과하는 매질의 굴절률에 따라 굴절된다는 것을 알았다. 스넬의 법칙은 이 굴절률에 대한 내용을 증명해준다. 그리고 평면거울은 입사각과 반사각이 같다는 성질에 의해 빛을 이정하게 순서만 바꾸어 반사한다는 것을 알 수 있었다. 오목거울과 볼록거울에 의해 맺힌 초점 오목거울은 빛의 모이는 지점이 초점이고, 볼록거울인 반사된 빛을 연장선 그었을 때 만나는 점이 초점이다. 그 초점거리는 그 곡률반지름의 1/2이 된다는 사실을 알 수 있었다.
5. 참고 문헌 및 출처
-> 일반물리학 교제, 네이버 백과사전, 해피캠퍼스(질문 및 토의 내용 참조),

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