일반물리학 및 실험-빛의 간섭 및 회절-

1. 실험 제목: 빛의 간섭 및 회절

2. 실험 목표

레이저를 이용하여 단일슬릿에 의한 빛의 회절 현상을 관찰할 수 있다.
단일 슬릿에 의한 회절 무늬 사이의 간격을 통하여 광원의 파장을 계산할 수 있다.
레이저를 이용하여 이중슬릿에 의한 빛의 간섭 현상을 관찰할 수 있다.
단일 슬릿에 의한 회절 무늬 사이의 간격을 통하여 광원의 파장을 계산할 수 있다.
회절 무늬와 간섭 무늬가 슬릿의 폭에 따라 어떻게 달라지는지 관찰한다.

3. 이론적 배경

이중 슬릿에 의한 간섭
이중슬릿을 통과한 빛은 각각의 슬릿을 통과하면서 회절하게 된다. 여기서 각각의 슬릿에서 회절이 일어난 두 빛이 슬릿의 중앙으로부터 슬릿에 수직하게 연장한 선이 스크린과 만나는 점으로부터
만큼 떨어진지 점에서 서로 중첩이 된다고 생각해보자. 그러면 이 두 빛의 경로 차 는 그림 1에서 알 수 있듯이가된다. 여기서는이므로으로 근사할 수 있다. 두 빛의 경로차 가 파장의 정수배가 될 때 보강 간섭이 일어나게 되며, 정수배가 되지 못할 때는 상쇄간섭이 일어나게 된다. 파장의 배 만큼 경로차가 발생할 때 파장의 배 만큼의 차이로 나타난 무늬와 배 만큼의 차이로 나타난 무늬의 간격은 와같다. 이므로는 다음과 같이 나타 낼 수 있다.
여기서
회절 무늬의 간격과 슬릿 사이의 간격, 슬릿과 스크린 사이의 거리만 측정하면 사용한빛의 파장을 구할 수 있다는 사실을 알 수 있다.
단일 슬릿에 의한 회절
단일 슬릿을 통과한 빛은 슬릿의 가장 자리에서 회절하게 된다. 이때 이중 슬릿에 의한 간섭무늬에서 와 같이, 양쪽 끝에서 회절이 일어 난 두 빛이, 슬릿의 중앙으로부터슬릿에 수직하게 연장한 선…
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