마이켈슨 간섭계 일물실2 (한양대 에리카)

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오늘은 해피캠퍼스에서 발췌한 “마이켈슨 간섭계 일물실2 (한양대 에리카)” 내용을 정리하여 알려드립니다.

목차

1. 실험목적 (Introduction)
2. 방법 (Method)
3. 결과 (Results)
4. 분석 및 토의 (Discussion)
5. 과제용 질문 (동영상 속 과제 질문)
6. 결론
7. 참고문헌 (References)

 

본문내용일부

2. 실험목적 (Introduction)
마이켈슨 간섭계를 이용해 헬륨-네온의 레이저 파장을 측정한다.

3. 방법 (Method)
3.1 이론 및 원리
가) 간섭계 간섭계란 동일한 광원에서 나오는 빛을 두 갈래 이상으로 나눠 진행경로에 차이가 생기도록 한 후 빛이 다시 만났을 때 일어나는 간섭현상을 관찰하는 기구이다. 간섭계는 길이, 거리의 정밀한 비교, 파장의 측정 등에 이용되며 크 게 간섭분광기, 간섭굴절계의 두 가지로 나눌 수 있다.
간섭분광기는 스펙트럼의 미세구조를 보기 위한 장치로 일반적으로 다광선간 섭을 이용한다. 대표적인 것으로는 패브리-페로간섭계, 루머-게르케의 평행판 등이 있다.
간섭굴절계는 간섭무늬의 위치를 측정해 간섭을 발생시키는 빛의 광행로차를 아주 정밀하게 구하고, 이것을 이용하여 기체의 굴절률을 측정하는 장치로 두 광선의 간섭을 이용한다. 대표적인 간섭굴절계에는 마이켈슨 간섭계, 자만, 레 일리 등의 간섭계가 있다.
나) 마이켈슨 간섭계
마이켈슨 간섭계에서 빛은 두 광선으로 갈라져 길이가 다른 경로를 지난 후 다시 합쳐짐으로써 간섭이 발생하고, 무늬가 생기게 된다. 이 두 광선 중 하나 의 경로를 변경하여 발생하는 무늬의 변화에서 무늬의 개수를 세어 거리를 파장 단위로 정확하게 얻어낼 수 있다.

위의 그림과 같이 두 거울에 의해 반사되는 구면파를 각각 따로 나타내었다. a는 거울2에 의해 반사되는 구면파로 결국 거울 두 개에 의한 S의 허상은 위 쪽에 형성되어 그곳에 점광원이 있는 것처럼 아래 방향으로 비추어진다. b의 경우, 거울 1에만 허상을 그렸고 두 개의 허상 위치는 약간의 차이가 있다.
만약, 두 거울을 광로에 대하여 수직에 가깝게 조절하고, 단지 두 광로에 약 간의 차이만 존재한다면 가간섭성 점광원이 있을 때, 스크린에는 원형의 간섭 무늬가 나타날 것이다.
한편, 마이크로미터를 돌려 거울1을 앞뒤로 이동시키면 스크린에 비춰지는 원형의 무늬는 오므라들거나 커지면서 밖으로 이동하게 될 것이다. 마이크로미 터의 움직인 거리를 측정하고, 움직인 원형 무늬의 개수를 세면 이것으로부터 레이저의 파장을 얻을 수 있다.

 

참고문헌

한양대학교 물리교재위원회, “일반물리학실험”, 한양대학교 출판부(2020년), 185-188p
David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, “Principles of Physics, 11th edition”, (주)텍스트북스(2021)

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