[물리실험] 빛의 간섭과 회절

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[물리실험] 빛의 간섭과 회절
1.실험목적
레이저를 이용하여 빛의 특성인 간섭과 회절을 관찰하고, 단일슬릿, 이중슬릿을 이용한 실험을 빛의 성질을 안다.

2. 실험이론
2.1 회절
파동이 진행하다 장애물을 만나면 그것을 돌아서 전파하는 현상

[단일슬릿에 의한 빛의 회절]

스크린이 단일슬릿으로부터 충분히 멀리 떨어져 있다고 하고 폭이 d인 단일슬릿을 짝수 등분하였을 때, 각 영역을 통과한 빛 사이의 경로차가 반파장이 되면 빛이 상쇄되어 스크린에는 어두운 부분이 나타난다. 이것을 수식으로 쓰면 다음과 같다.

스크린이 단일슬릿으로부터 충분히 멀리 떨어져 있으면 각이 충분히 작으므로, 근사적으로 이 성립한다.
따라서 단일슬릿에 의해 회절된 빛에 의해 스크린에 어두운 부분이 나타나기 위한 조건은 다음과 같다.
(m : 0이 아닌 정수)
밝은 부분이 대략 어두운 부분의 중간에 위치한다고 보면, 단일슬릿에 의해 회절된 빛에 의해 스크린에 밝은 부분이 나타나기 위한 조건은 다음과 같다.

스크린에서 회절무늬의 간격, 즉 어두운 부분에서 이웃하는 어두운 부분까지의 거리 또는 밝은 부분에서 이웃하는 밝은 부분까지의 거리를 구해보자. 이 경우에 어두운 부분 또는 밝은 부분이 나타나기 위한 조건에서 정수 이 1만큼 차이가 나므로 ( ), 회절무늬의 간격 는 다음과 같이 구할 수 있다.

이 결과는 파동의 파장 가 길거나 장애물인 단일슬릿의 폭 가 작을수록 회절이 잘 일어난다는 사실과 잘 일치한다. 단, 중앙에 밝은 부분의 간격은
임에 유의한다.

2.2 이중 슬릿에 의한 빛의 간섭

[이중슬릿에 의한 빛의 간섭]

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