아주대학교 광학실험 단일 슬릿에 의한 회절, 이중 슬릿에 의한 회절과 간섭 결과보고서

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오늘은 해피캠퍼스에서 발췌한 “아주대학교 광학실험 단일 슬릿에 의한 회절, 이중 슬릿에 의한 회절과 간섭 결과보고서” 내용을 정리하여 알려드립니다.

목차

1. 측정값 및 데이터 분석
1) 실험 1 : 단일 슬릿에 의한 회절
- 단일 슬릿의 회절 패턴 사진
- Variable slit을 이용한 회절 무늬 사진
- Patterns를 통한 회절 무늬 사진
- Circular Apertures를 통한 회절 무늬 사진
2) 실험 2 : 이중 슬릿에 의한 회절
- 이중 슬릿의 회절 패턴 사진
- 다중 슬릿의 회절 패턴 사진

2. 질문

3. 고찰

4. 참고문헌

 

본문내용일부

- 단일 슬릿의 회절 패턴 사진

단일 슬릿에 의한 회절무늬가 나타나는 이유는 단일 슬릿 위의 각 점이 새로운 점광원이 되기 때문이다. 각 점광원에서 스크린에 수직으로 진행한 빛들은 같은 거리를 진행하므로 위상이 동일하여 보강간섭을 하며 밝은 띠를 만들게 된다. 실험 1: 단일 슬릿에 의한 회절 실험의 결과를 통해 슬릿 폭이 0.04mm일 때가 슬릿 폭이 0.08mm일 때보다 회절 무늬의 간격이 넓은 것을 확인할 수 있었다. 즉 슬릿의 폭이 좁을수록 회절이 잘 일어나는 것을 실험을 통해 확인하였다.
: 슬릿 폭이 좁을수록 회절이 잘 일어난다 = 슬릿 폭이 좁을수록 회절무늬 간격이 넓다.
: 슬릿 폭이 커질수록 회절이 잘 일어나지 않는다 = 슬릿 폭이 커질수록 회절무늬 간격이 좁다.

- Variable slit을 이용한 회절 무늬 사진 : 슬릿 폭 = 0.02mm ~ 0.20 mm

Variable slit 실험을 통해 슬릿의 폭이 점점 커질수록 회절이 잘 일어나지 않아 회절 무늬의 간격이 점점 더 좁아져 촘촘해지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 슬릿 폭을 계산하는 식인 a = mλD/y의 슬릿 폭(a)과 회절 무늬의 간격(y)이 반비례하는 관계가 잘 성립하고 있음을 확인할 수 있었다.

- Patterns를 통한 회절 무늬 사진

다양한 patterns를 통해 회절 무늬를 관찰해 보았다. 먼저 Square pattern의 경우 중심이 가장 밝고, 그 중심을 기준으로 점점 퍼져가며 옅어지는 모습이었다. 또한 가로축과 세로축이 십자가(+)의 형태로 겹쳐져 있는 모습이었다. 다음으로 관찰한 Hexes pattern 또한 중심이 가장 밝고, 밝은 중심을 기준으로 별(*)자의 형태로 겹쳐져 있는 모습이었다. 다음으로 Dot pattern, Holes patterns의 회절무늬를 관찰하였다. Dot와 Holes 모두 원형 조리개에 의한 회절 무늬이므로 모두 원형의 형태로 나타났고, 가장 밝은 중심을 기준으로 회전 대칭성을 가지며 동심원의 형태를 이루고 있는 것을 확인하였다.

 

참고문헌

단일 슬릿에 의한 회절, 이중 슬릿에 의한 회절과 간섭 / p.24-p.35 / 광학실험 매뉴얼 (2021-2, 전반기 기초광학실험)
Optics / Eugene Hecht / Pearson / fifth edition / p.550~p.587
기초광학실험 발표자료
https://yjh-phys.tistory.com/1459
https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e201001/e201001-401.pdf
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%9A%8C%EC%A0%88
http://contents.kocw.or.kr/document/optical-physics-10.pdf
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B6%84%ED%95%B4%EB%8A%A5
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%90%EC%96%B4%EB%A6%AC_%EC%9B%90%EB%B0%98
http://optics.hanyang.ac.kr/~choh/degree/[2013-2]%20general%20physics/chapter33.pdf
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B4%EC%A4%91%EC%8A%AC%EB%A6%BF_%EC%8B%A4%ED%97%98
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%94%84%EB%9D%BC%EC%9A%B4%ED%98%B8%ED%8D%BC_%ED%9A%8C%EC%A0%88

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