[자연과학]물리실험보고서 - 초점거리와 전반사

1.제목

초점거리와 전반사

2.목적

렌즈의 초점거리를 결정하고 렌즈의 의한 상의 배율을 측정한다.
거울반사를 이용하여 입사각과 반사각을 구함으로써 반사의 법칙을 이해하고 빛의 굴절실험을 통해 굴절률을 측정해 봄으로써 굴절의 법칙을 확인한다.
3실험이론

1) 초점거리

렌즈나 구면거울 또는 반사거울마다 일정한 고유의 값을 가진다. 구면거울의 경우 반지름을 r라 하면 그 초점거리 f는 f＝r/2이다. 렌즈의 경우는 일반적으로 초점이 2개 (전측, 후측)이므로 초점거리도 둘이다. 그러나 굴절률이 일정한 매질 속에 있는 굴절률 n인 유리렌즈에서는 두 초점거리가 같고, ,를 렌즈의 두 구면의 반지름이라 할 때 그 초점거리 f는 1/f＝(n－1)(1/－1/)의 식으로 주어진다. 초점거리가 클수록 렌즈의 발산, 수렴작용은 약하다. 한편 원뿔곡선의 방정식의 표준형을
(타원)
(쌍곡선)
(포물선)
로 표시하면, 그 초점거리는 각각
및 p의 값으로 주어진다.

2) 굴절의 법칙

네덜란드의 W.스넬이 1615년 발견했으며, 빛뿐만 아니라 일반파동에 대해서도 성립하는 법칙이다. 파동이 등방성(等方性) 매질에서 다른 등방성 매질로 입사해 굴절할 경우, 입사면(입사파의 방향과 경계면의 법선을 포함하는 면)과 굴절면(굴절파의 방향과 경계면의 법선을 포함하는 면)은 같은 평면 내에 있고, 입사각을 i, 굴절각을 r라고 하면 sin i/sin r의 값은 매질의 절대굴절률의 비와 그 값이 같다. 절대 굴절률이란 진공에서 어떤 물질로 빛이 입사할 때의 굴절률이다. 이 sin i/sin r의값, 혹은 두 매질의 절대굴절률의 비를 상대 굴절률이라고 하며 이 값은 언제나 일정하다는 것이 스넬의 법칙이다.
4. 실험결과
1)초점거리
과정aba`b`D측정값오차율…