22학년도 일반물리학실험2 <빛의 간섭과 회절> 실험 리포트

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오늘은 해피캠퍼스에서 발췌한 “22학년도 일반물리학실험2 <빛의 간섭과 회절> 실험 리포트” 내용을 정리하여 알려드립니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장비 및 방법
4. 실험 결과
5. 분석 및 토의
6. 참고문헌

 

본문내용일부

1. 실험목적
이중슬릿에 의해 생기는 간섭과 단일슬릿에 생기는 회절 무늬를 관찰하여 슬릿의 폭, 슬릿 사이의 간격과 빛의 파장을 구한다.
2. 실험 이론
2.1. 빛
현대에서 빛은 “입자성과 파동성을 모두 가지고 있다”라고 한다. ‘빛이 입자인가? 파동인가?’ 하는 물음은 20세기 초까지 이어진 논쟁거리인데, 이 논쟁이 본격적으로 이뤄졌던 때는 뉴턴과 하위헌스가 살았던 17세기이다. 아이작 뉴턴은 빛의 입자설을 주장하였고, 크리스티안 하위헌스는 빛의 파동설을 주장하였다. 그러나 뉴턴은 빛의 회절현상을 설명하지 못하는 한계가 있었고, 하위헌스는 매질이 없는 진공 상태에서도 빛이 전달되는 이유를 설명하지 못한 한계가 있었다. 19세기, 토머스 영의 이중슬릿 실험을 통해 빛이 파동이라는 실험적 증거를 제시하였고, 이를 통해 빛은 파동이라는 파동설에 힘을 얻기 시작하였다. 이후 제임스 클러크 맥스웰이 빛은 파동이라는 것을 수학 방정식으로 나타내어 당시, 빛의 파동설이 지배적이었다. 그러나 20세기에 알베르트 아인슈타인의 광전 효과를 통해 다시 빛의 입자설이 힘을 얻기 시작했고, 결국 현대에 이르러서 빛의 이중성, 즉 빛은 입자성과 파동성을 모두 가지고 있다고 결론 내려졌다.

<중 략>

3.2. 실험 방법
3.2.1. 단일슬릿(회절)
(1). (그림 5)과 같이 장치를 구성하고, 광 검출기는 PASCO 850 Universal Interface의 CH.A에, Rotary Motion Sensor는 1, 2번에 꽂는다.
(2). 광 검출기 앞의 슬릿을 3번으로 조절하고, GAIN 값을 10으로 조절한다.
(3). 광 검출기와 레이저 다이오드 사이에 단일슬릿 세트를 설치한다. 이때, 슬릿 세트와 광 검출기 앞의 슬릿까지의 거리를 측정하고 기록한다.
(4). 레이저 다이오드를 켠 후, 레이저 광이 단일슬릿 세트의 [SINGLE SLITS– a = 0.04]를 통과하도록 맞춘 후 무늬가 잘 나오는지 확인한다.
(5). 무늬가 광 검출기 앞 슬릿을 통과할 수 있도록 레이저 다이오드 뒤에 있는 조절 나사를 이용해 조절한다.

 

참고문헌

David Halliday · Robert Resnick · Jearl Walker, “일반물리학II 11판(고려대학교 외 5교 역)”, 텍스트북스(2021)
Paul G. Hewitt, “수학없는 물리 12판(김인묵 외 3명 역)”, 프로텍미디어(2017)
Eugene Hecht, “광학 제5판(조재흥 외 2인 역)”, 자유아카데미(2018)
이은지. "Young의 이중슬릿 간섭계에서 단일광자에 의한 양자 간섭무늬의 측정." 국내석사학위논문 한국교원대학교 교육대학원, 2014

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