빛의 반사와 굴절

1.실험목적

광원을 이용하여 빛의 반사법칙을 이해하고 물질의 굴절률을 측정한 후 임계각을 구한다.
빛의 반사와 굴절

2.실험장치

광원장치, RAY TABLE, 햇빛가리개, SLIT PLATE, SLIT MASK, CONVEX LENS, CYLINDRICAL LENS, RAY OPTICS MIRROR

3.실험이론

입사광
반사광
A
B
a
b
O
x
x0
반사의 법칙
페르마의 최소 작용의 원리
: 반사의 법칙
n1
n2
n1
n2
입사광
굴절광
x
x0
A
B
O
a
b
굴절의 법칙
페르마의 최소 작용의 원리
: 굴절의 법칙
소한매질 → 밀한매질
내부 전반사
밀한매질 → 소한매질
: 임계각
전반사 : 밀한매질에서 소한매질로 빛이 입사할 때 일어나는 현상. 빛이 임계각 이상으로 입사되면 경계면에서100% 반사
임계각: 전반사가 일어나기 시작하는 입사각
n2
n1

4.실험방법

1)평면거울에서의 반사

① 사진 1과 같이 광학대 위에 순서대로 위치시킨다.

(사진 1)
RAY TABLE
SLIT PLATE
SLIT MASK
CONVEX LENS
광원장치

② 이때 광학대의 왼쪽을 기준으로

RAY TABLE의 중심: 10cm, SLIT PLATE : 20cm
SLIT MASK …

③ 빛을 잘 관찰하기 위해 가리개 안쪽에 설치한다.

④ 광원장치의 전원을 켠 후 SLIT PLATE를 통과한 빛이 RAY TABLE 위에 NORMAL이라고 적힌 화살표와 일직선이 되도록 사진2 와 같이 조정한다.

⑤ OPTICS MIRROR를 RAY TABLE 위에 사진3 과 같이 놓는다. (이 때 입사광과 반사광이 일치 하여야 한다.)

(사진2)

(사진3)

⑥ RAY TABLE을 10°씩 돌려가며 입사각과 반사각을 10° ~ 80° 까지 각각 측정하여 기록한다. (이를 5회 반복한다.)

⑦ 반복하여 측정한 후 SLIT PLATE를 5cm, 10cm뒤인 25cm, 30cm에 각각 위치시킨후 ④~⑥와 같은 방법으로 재 측정한다.

⑦ SLIT PLATE는 20cm에 고정 시킨 후 SLIT MASK를 5cm, 10cm이 앞인 35cm, 30cm에 각각 위치시킨후 ④~⑥와 같은 방법으로 재 측정한다.

① 사진 1과 같이 광학대 위에 순서대로 위치시킨다.

② 이때 광학대의 왼쪽을 기준으로

③ 빛을 잘 관찰하기 위해 가리개 안쪽에 설치한다.

④ 광원장치의 전원을 켠 후 SLIT PLATE를 통과한 빛이 RAY TABLE 위에 NORMAL이라고 적