[자연과학] 일반물리학 실험 - 빛지레를 이용한 물체의 두께 측정

빛지레를 이용한 물체의 두께 측정

실험 목적
빛지레(Optocal lever)를 이용하여 얇은 판의 두께를 측정하고 오차의 전파를 이해한다.
실험 원리
길이 측정에서 오차가 적은 높은 정밀도를 얻기 위하여 기계적인 방법(기계적인 방법은 버니어캘리퍼스와 마이크로미터로 측정)과 광학적인 방법(빛지레를 이용하여 측정)을 혼용하여 측정을 한다.
1. 거울 M을 바닥에 수직이 되도록 두고 약간 거울만 기울어지게
하여 거울 M을 통하여 반사되는 자의 눈금 y를 망원경을 통해
읽는다. 이때 거울 M이 평면거울이고 평면에 완전하게 수직이
다면 빛의 입사각과 반사각은 같기 때문에 y의 눈금은 읽을 수가
없다.
2. 빛지레의 앞발 C 아래에 두께를 측정하려는 물체를 끼우면 C는 α만큼의 각도를 가지면서 기울어 지게 된다. 동시에 거울 M도 α만큼 기울어지게 된다 이때 관찰되는 자의 눈금을 y`라 둔다.
3. 자 S와 거울 M 사이의 거리 L을 y-y`보다 훨씬 크게 하고 ∠yoy`를 β라 하면 β=2α≒(y-y`)/L이 되고 얇은 판의 두께를 d, 빛지레 밫침의 길이 AC의 거리를 z라 두면
tan2α = (y-y`)/L
sinα = d/z
의 식이 성립한다.
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