[부산대] 광학실험 보고서, 프레넬(Fresnel) 반사

소개글

"[부산대] 광학실험 보고서, 프레넬(Fresnel) 반사"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 장비
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험결과 및 분석
7. 결론 및 검토
8. 질문 및 토의
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
- 편광의 종류인 TM, TE 모드에 대해 이해한다.
- TM, TE 편광 모드에서 입사각에 따른 반사율을 측정한다.
- 브루스터 각에 대해서 알아본다.

2. 실험원리
1) 실험 1

[그림 1]에서 물 표면의 위치에 따라서 빛의 반사, 혹은 투과되는 특성이 다른 것을 알 수 있다. 가까운 쪽의 물 표면에서는 투과가 많이 일어나고, 먼 쪽의 물 표면에서는 반사가 많이 일어나는 것을 확인할 수 있다. 이는 빛이 물 표면에서 어떤 각도로 반사되어 우리 눈에 들어오는지에 의존한다.

(1) TE 편광, TM 편광

편광이 되지 않은 빛을 두 개의 직각인 진동으로 나타낸다. [그림 2]의 왼쪽 그림은 입사평면에 수직한 경우이고, 오른쪽 그림은 나란한 경우이다. 왼쪽 그림과 같이 입사평면에 수직한 빛을 , 오른쪽 그림과 같이 나란한 빛을 로 나타낸다. 덧붙여, 모드는 TE 편광(Transverse Electric), 모드는 TM 편광(Transverse Magnetic)이라 부른다.

(2) 프레넬 계수, 반사율과 투과율
프레넬 방정식은 반사계수와 투과계수에 대한 것으로 굴절률이 다른 매질로 진행할 때 투과 혹은 반사되는 진폭을 입사진폭으로 나눈 값이다.
이 방정식에서 빛이 다른 매질로 진행할 때 경계면이 균일하고 평평한 평면이며, 진행하는 빛은 평면파라고 가정한다. [그림 2]에서 i는 입사계수, t는 굴절계수, 그림에 나타나지는 않았지만 반사되는 빛에 대하여 r은 반사계수로 정하자. 굴절면이 오직 방향으로만 관여한다고 하면, 경계조건은 다음과 같다.

위와 같은 경계조건을 프레넬 방정식에 대입하면 반사계수 r과 투과계수 t를 구할 수 있는데, 이를 프레넬 계수라고 한다.

참고 자료

Frank L Pedrotti, Leno M Pedrotti, Leno S Pedrotti, Introduction to Optics, 2006, p25
부산대학교 스마트교육플랫폼 PLATO 광학실험,
https://plato.pusan.ac.kr/course/view.php?id=135273
위키백과, 프레넬 방정식,
https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%94%84%EB%A0%88%EB%84%AC_%EB%B0%A9%EC%A0%95%EC%8B%9D, 2023-03-27

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광학실험 프레넬 반사.hwp
프레넬반사 실험값.xlsx