[물리학실험 레포트 보고서] 빛의굴절과반사실험예

빛의 굴절과 반사

1.실험 목표

▶레이저(laser)를 이용하여 빛의 반사 및 굴절법칙을 실험.
▶임계각을 구하여 물질의 굴절률 계산

2.실험 원리

(1) 빛의 직진성과 반사의 법칙

규칙적인 반사는 거울과 같은 평면에 입사될 때 일어나고, 반사 후의 방향은 입사광선의 방향에 의하여 결정된다. 규칙반사가 일어날 때 입사각과 반사각은 같고, 반사광선은 입사면내에 있다. 여기서 입사면이란 입사 광선과 거울의 법선으로 이루어지는 평면을 말한다.
`그림1`반사의 법칙

(2) 빛의 굴절과 전반사

빛의 반사와 굴절
빛이 두 매질의 경계면을 통과할 때 직진하지 않고 꺽여지는 현상을 굴절이라 한다. 빛의 굴절은 페르마의 원리에 의해 설명될 수 있는데, 그림 2을 통해 이해할 수 있을 것이다. 굴절 후의 광선의 방향은 스넬의 법칙이라고 하는 굴절의 법칙에 의하여 결정된다. 이 법칙은 입사각의 사인 값과 굴절각의 사인값의 비는 주어진 파장의 빛에 대하여 주어진 두 매질의 굴절률의 비와 같다는 것이다. 또한 입사광선과 굴절광선 및 법선은 같은 평면(즉, 입사면)에 있다는 것이…(생략)

3.기구 및 장치

(1) 반원형 프리즘

(2) 극좌표관

(3) 평면거울

(4) 지지대

(5) 레이저

4. 실험 방법

(1)반사

①평면거울이 각도기판 중심을 지나고 각도기판에 수직이 되도록 세우고 입사광이 각도기 중심을 향하도록 한다.

②입사광과 반사광이 모두 판에 대하여 수평이 되도록 맞춘 후에 극좌표판을 돌리면서 반사되어 나오는 광선을 스크린에서 찾는다.

①굴절실험 때와 반대로 반원형 프리즘의 둥근면으로 광선이 입사하도록 하여 입사각을 증가시키며, 굴절광이 사라지기 시작하는 입사각까지 계속하여 입계각를 측정한다.

②굴절실험에서 측정한 굴절률을 사용하여 식(3)으로부터 임계각을 계산하여 측정값과 비교하여 본다.

5.참고문헌