[물리학실험 레포트 보고서] 실험 예비 - 빛의 편광

실험 10. 빛의 편광
실험 목표
두 필터를 통과하는 빛의 세기 변화를 관찰한다.
두 필터를 통과하는 빛의 세기와 편광축사이의 각의 대응관계와 Malus의 법칙 을 비교해본다.
실험 기구
기본 설정: 컴퓨터, LabPro(인터페이스), LoggerPro(프로그램)
센 서: 빛 센서
기타 기구: 꼬마 전구 또는 플래시, 편광 필터 2
실험 원리
빛은 전자기파이다. 전자기파는 진행방향에 수직으로 진동하는 전가기장으로 전자기장은 또 서로 수직하게 진동한다. 이 실험의 중점은 전기장인데 벡터로 표시한다. 섬광 등 광원에서 나오는 빛이 자유롭게 편광 되었다는 것은 전기장 벡터가 빛의 진행방향에 대해 수직인 평면 위에 일정하지 않은 방향으로 진동한다는 것을 말한다. 검광자를 통과하는 빛의 전파는 두 필터 편광축사이의 각과 관계된다. 이번 실험에서 두 필터에 의해 전파되는 빛의 세기와 두 필터 편광 축 사이 각의 대응관계를 알아낸다.
실험 방법

1. 광원, 두 편광 필터, 감지기를 차례 순서로 축에 설치하여 빛이 두 필터를 통과한 후 감지기에 들어가게 된다.

2. 빛 감지기를 LabPro 인터페이스 연결한다. 빛 감지기의 측정범위 단자를 적절한 위치에 고정시킨다.

3. [일반 물리 실험] 폴더에 있는 [10 빛의 편광.cmbl] 파일을 열고, 메뉴에서 Save As 선택해서 분반과 조가 표시 되는 파일명으로 저장하시오.

4. Collect 단추를 누르면 실험은 시작되지만, 실험 파일에 저장이 되지는 않는다. 실험 데이터를 저장하기 위해서 Keep 단추를 누르면, 두 사이각을 입력하는 입력창이 하나 나오는데, 이곳에 두 편광판 사이의 각도를 입력하면 된다.

5. 감자기의 수치가 최소 값이 나올 때까지 검광자를 회전 시킨다. 감지기의 수치는 LoggPro 프로그램의 아래 상태비에 나타난다. 이 때는 편광자와 검광자 사이의 각도가 90도 이다. 검광자만 90도를 더 돌리면, 두 편광판 사이의 각도는 0도 이다. 0도인 상태에서 밝기의 수치가 측정 범위 밖으로 벗어나게 되면, 광원의 빛의 세기를 감소시킨다.

6. 다시 두 검광자와 편광자 사이의 각도를 90도가 되도록 만든다. 위에서 한 것과 같이 검광자를 돌려서 가장 어둡게 되는 곳이 90이다. 이 때도 빛 감지기에는 어떤 값이 측정되고 있을 것이다. 이것은 기본적으로 주변의 빛이 있기 때문이다. 이 밝기 상태를 기본으로 하기 위해서 zero 버튼을 눌러서 현재 상태를 0으로 만들어 준다.

7. 검광자를 수직 위치에 놓는다. 그리고 collect 버튼을 누르고 데이터를 수집한다. keep 버튼을 클릭하여 첫 점을 얻고 각도를 90도로 입력한다. 그리고, 엔터를 눌러 입력을 완성한다.

8. 이번에는 검광자를 10도 회전시켜 Keep 버튼을 누르고 각도를 100를 입력한다. 이 과정을 반복하여 다음은 110을 입력한다. 이렇게 계속하여 검광자를 한 바퀴를 돌 때까지 즉 90~450도 까지 회전시킨다. 그 다음 stop 버튼을 누르고 데이터 수집을 끝낸다.

예…(생략)