[자연과학] 실험보고서 - 내부전반사 측정

실험보고서 - 내부전반사 측정 목 차 1. 실험목적 2. 실험기구 및 장치 3. 이론 및 원리 4. 실험방법 5. 결과 분석 및 토의 1, 실험목적 빛의 기본 특성인 굴절 현상을 관찰하고 매질의 특성을 이해하며 성질이 다른 매질의 경계에서 밀한 매질에서 소한 매질로 입사 시 일어나는 전반사 현상을 이해한다. 내부전반사가 일어나기 시작하는 임계각을 측정하고 스넬의 법칙을 이용해서 매질의 굴절률을 구할 수 있다. 2. 실험기구 및 장치 광학용 레일1 반도체 레이저와 잡게1 실틈1 반원통형 렌즈1, 반원통형 물 렌즈1 각도판1 눈금 스크린1 렌즈 잡게2, 포스트와 잡게3 캐리어3 3. 이론 및 원리 ◎ 빛의 내부전반사 그림 1 빛이 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 진행할 때 입사각이 임계각보다 클 경우 경계면에서 전부 반사(100% 반사)되는 현상이다. 일반적으로 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 진행하면 경계면에서 일부는 투과해 나가고 일부는 반사된다. 그러나 입사각을 점점 증가시키면 특정한 각 이상이 되었을 때 투과하는 빛은 전혀 없고 전부 경계면에서 반사한다. 이것을 전반사라고 하며, 이 때의 입사각 즉, 전반사가 일어날 수 있는 최소의 입사각 을 임계각(臨界角)이라고 한다. 위의 그림1에서 A, B, C 광선의 경우 일부는 반사하고 일부는 투과해 나가지만 D의 경우에는 밖으로 투과해 나가는 광선이 전혀 없다. 이 때의 입사각이 임계각이다. 입사각이 임계각 θc가 되었을 때 굴절각이 90˚가 된다. 4. 실험방법 1) 각도판을 정렬한다. 2) 회전판의 중심선에 반원통형 렌즈의 평면을 맞추고, 수직선을 각도판의 0-0선에 일치시킨다. 3) 레이저를 켜고, 반원통형 렌즈 표면에서 반사한 광은 실틈과 일치하고, 투과한 광은 눈금 스크린의 중앙에 입사하도록 각도판을 미세 정렬한다. 각도판을 고정한다. 4) 회전판을 180…
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