[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 것이다. 사인의 법칙은 수학적인 표현은 다음과 같다. 여기서 i 는 입사각, r는 굴절각, 은 매질 i 에서의 광속도, 는 매질 2에서의 광속도이고, ,는 각 매질의 굴절률이다. (그림 2 참고) 매질의 굴절률은 진공속에서 광속도와 그 매질내에서의 광속도의 비이다. 즉,이다. 공기중에서의 광속은 진공중에서의 광속도와 거의 같기 때문에 대부분의 경우 공기의 굴절률을 1로 간주한다. `그림2` 굴절의 법칙 빛의 전반사 빛이 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질에서 작은 매질로 진행할 때는 굴절각이 입사각보다 크다. 입사각을 증가시키면 굴절광선은 경계면을 따라 진행하게 되고, 이때의 입사각을 임계각 이라고 한다. 즉, 임계각 이란 굴절각이 90°일 때의 입사각이다. 입사각이 임계각 보다 크면, 굴절된 빛은 없고 모두 반사하게 되는데 이 현상을 전반사라 한다. 3.기구 및 장치 (1…
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