해피레포트 - 물리실험: 영의 이중슬릿 (인천대학교 공학계열)

카테고리 : 레포트 > 공학,기술계열 파일이름 :영의 실험.ppt 문서분량 : 18 page 등록인 : pureask 문서뷰어 : MS-파워포인트뷰어프로그램 등록/수정일 : 14.06.04 / 14.06.04 구매평가 : 다운로드수 : 1 판매가격 : 2,000 원

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보고서설명
인천대학교 전자공학과 10학번 졸업생이 직접 작성한 것입니다. 공학계열 물리실험 과목 과제명: 영의 이중슬릿 실험 자료형태: PPT 발표자료 특징 -1 : 고찰 및 오차발생 원인 상세히 작성함(본 PPT자료의 11-15페이지에 포함) 특징 -2 : 발표 자료(PPT) 이외의 발표 설명내용을 아래와 같이 정리함 발표하실 때 참고하시면 좋음 ----------- 발표 원고 내용------------------- *영의 이중슬릿 1. 배경이론 내용설명: <파동의 간섭> 그림1 등장 그림은 서로 반대로 진행하는 파동의 중첩을 나타낸 것이다. (A) 그림과 같이 변위가 같은 방향이면 두 파동은 중첩되면 합성파의 변위가 더 커지며 (B)의 경우, 변위가 서로 반대이므로 중첩되면 두 파동은 서로 상쇄되어 합성파의 변위는 작아진다. 이와 같이, 두 파동이 진행중 중첩되어 변위가 커지거나 작아지는 현상을 파동의 간섭이라고 한다. (A)의 경우처럼 합성파의 변위가 커지는 경우는 보강 간섭이고, (B)의 경우와 같이 합성파의 변위가 더 작아지는 경우는 상쇄간섭이라고 한다. 그림2 뜸 이 그림은 두 파원에서 진폭과 파장, 위상이 똑같은 두 수면파가 퍼져나가 한 점에서 만나 서로 간섭을 일으키는 모습을 나타낸 것이다. 그림의 n부분에서는 두 파동의 마루와 골이 만났기 때문에 수면은 거의 진동하지 않기 때문에 섬광 사진에서 밝기가 거의 같은 선이 나오는 부분이며 I(중앙의 검정색수직선)부분은 두 파동의 마루와 마루, 골과 골이 만나서 진폭이 커지기 때문에 명암이 뚜렷하게 바뀌게 된다. 두 파원 S1, S2에서 발생한 파장을 λ 라고 하면, 두 파원으로부터 경로차가 반파장의 짝수배인 지점 P에서는 다음과 같은 관계가 있다. 수식 나타남 ︳S₁P - S₂P ︳= λ*(2m)/ 2 (m=0,1,2,3,・・・) 그래서, 항상 두 파동은 같은 위상으로 만나므로 보강 간섭이 일어나 진폭이 커지게 된다. 또 두 파원으로부터 경로차가 반파장의 홀수배인 지점 Q에서의 관계식은 다음과 같다. 수식 나타남 ︳S₁Q - S₂Q ︳= λ*(2m+1)/ 2 (m=0,1,2,3,・・・) 이 경우 두 파동은 서로 반대의 위상으로 만나므로 상쇄간섭이 일어나 진폭은 작아진다. 이와 같은 간섭현상은 수면파 뿐만 아니라 음파, 마이크로 웨이브, 빛 등 모든 파동에서 나타나는 파동의 대표적 성질이다. 영의 최초로 빛의 간섭 현상을 발견하였는데, 간섭 현상은 파동이 갖는 특징중의 하나이다. 영은 이중슬릿을 통하여 빛의 간섭 현상을 관찰하였다. 우리는 빛의 간섭 현상을 발견했던 영의 이중슬릿 실험을 직접 실험해보았다. 빛의 파동성 - 단일광원으로부터 나오는 빛을 서로 가까이에 위치한 두개의 슬릿에서 확인할 때, 만약 빛이 아주 작은 입자로 구성되어 있다면 슬릿 뒤에 위치한 스크린 상에는 두개의 밝은 선이 보여야 할 것이다. 그러나 빛은 스크린 상에 물결무늬를 나타내어 파동성을 가진다. 2. 실험설명 1)준비물설명 2)영의 실험 설명 및 결과 그림3 뜸 광원 S에서 나온 λ의 파장을 갖고 있는 빛은 슬릿 So를 지난 후 다시 이중 슬릿 S₁, S₂에 도달하면 호이겐스의 원리에 의해 이중 슬릿에서는 같은 위상을 갖는 빛이 나오게 된다. 이렇게 되면 슬릿 S₁, S₂에서 나온 빛의 위상차는 항상 일정할 것이므로 고정된 간섭 무늬를 관찰 할 수 있었다. 그림에서 스크린의 중앙까지는 슬릿 S₁과 슬릿 S₂에서 나온 빛의 도달거리가 같으므로 같은 위상으로 만나게 될 것이다. 그러므로 보강간섭이 일어나게 되며 밝은 무늬를 나타내게 되었다. 만일, 슬릿 S₁과 슬릿 S₂에서 나온 빛이 스크린까지 도달한 거리의 차가 반파장이라면 스크린에 도달한 빛은 반대의 위상으로 만나므로 상쇄간섭을 일으켜 어두운 무늬가 생길 것이다. (이것은 참고자료를 통해 알게 된 사실) 그러므로 이중슬릿에서 나온 빛의 경로차가 0이거나 파장의 정수배이면 보강간섭을 일으키게 되어 밝은 무늬를 나타내고, 빛의 경로 차가 반파자의 홀수배이면 상쇄 간섭을 일으켜 어두운 무늬가 생기는 것이다. 그러므로 스크린에는 밝고 어두운 무늬가 연속적으로 나타난다. 이중슬릿의 거리를 d, 슬릿의 중앙과 첫 번째 밝은 무늬와의 간격을 L, 중앙의 밝은 무늬와 다음번 밝은 무늬와의 간격을 x라고 하면 빛의 파장 λ는 이중슬릿에서 나온 빛의 광로차 이므로 그림에서와 같이 S₁에서 내린 수선과 S₂와 처음의 밝은 무늬를 이은 선이 만나는 지점과의 거리가 되는 것이다. 즉, x/L= λ/d 인 관계가 성립되고 수식1 등장 빛의 파장은 다음과 같다. λ=dx/L 수식2 등장 또한 영의 실험에서 슬릿 간격을 d, 슬릿과 스크린 사이의 거리를 l, 빛의 파장을 λ라 하면 무늬 간격 △x는 다음과 같다. 수식3 등장 이 수식을 통해 우리는 무늬 간격 과 빛의 파장과의 관계를 알 수 있었다. 수식 등장 1. △x∝λ 첫 번째, 긴 파장의 빛을 사용하면 무늬간격(△x) 는 넓어진다. 수식 등장 2. 중앙(m=0)에서 가장 밝은 무늬가 나타나며, 중앙에서 멀어질수록 빛의 밝기는 약해진다. 두 번째, 중앙(m=0)에서 가장 밝은 무늬가 나타나며, 중앙에서 멀어질수록 빛의 밝기는 약해진다는 것을 확인할 수 있었다. 3. 결과값 제시 -데이터 계산값 제시 4. 고찰 - 고찰부분에 대한 설명은 첨부된 PPT파일에 포함시킴

본문일부/목차
1. 실험 목적 2. 배경 이론 3. 실험 설명 4. 실험 결과 4-1. 실험1 4-2. 실험2 4-3. 실험3 4-4. 파장이 다른 레이저 실험 5. 고찰 6. 덧붙일 내용

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