[물리학]빛의 반사와 굴절

소개글

내용이 알찹니다.

목차

1. 목적
2. 기구 및 장치
3. 이론
4. 방법

본문내용

1. 실험 목적
- 반사와 굴절의 법칙을 이해하고 굴절률을 계산한다.

2. 기구 및 장치
- 컴퓨터, 인터페이스, Control Box, 광학원판, 광원(레이저), 레이저 받침, 광학거울(평면거울),
반원형 렌즈(아크릴 프리즘)

3. 이론
- 반사는 굴절률이 서로 다른 두 매질의 경계면에 빛이 입사할 때 일어난다.
규칙적인 반사는 거울과 같은 평면에 입사될 때 일어나고 반사 후의 빛의 방향은 입사광선의 방향에 의하여 결정된다.
하나의 광선이 반사 후에 진행하는 방향은 반사의 법칙에 따라 결정된다.
즉, 규칙반사가 일어날 때 입사각과 반사각은 서로 같고 입사광선과 반사 광선은 같은 평면에 존재한다.
오목거울인 경우에는 평행광선이 입사하면 반사된 광선은 한 점에 수렴한다. 이 점을 오목거울의 초점이라고 한다.
초점거리는 거울의 중심에서 초점까지의 거리이다. 거울의 주축은 거울의 중심에서 거울의 곡률 중심을 지나는 선을 말한다.
굴절은 두 매질의 경계면을 통과할 때 직진하지 않고 보여지는 현상이다. 굴절 후의 광선의 방향은 스넬의 법칙이라고 하는 굴절의 법칙에 의하여 결정된다.
이 법칙은 입사각의 sine값과 굴절각의 sine값의 비는 주어진 파장의 빛과 주어진 두 매질에 대하여 일정하다는 것이다.
또한 입사광선과 굴절광선 및 경계면의 법선은 같은 평면에 있다.
스넬의 법칙의 수학적인 표현은 다음과 같다.

(위 식에서 i는 입사각, r은 굴절각, v1은 매질 1에서의 광속도, v2는 매질 2에서의 광속도이고, n1, n2는 각 매질의 굴절률이다.)
매질의 굴절률은 진공 속에서 광속도와 그 매질 내에서의 광속도의 비이다. 즉, n1 = c/v1, n2 = c/v2 이다.
공기 중에서의 빛의 속도는 진공 중에서의 광속도와 거의 같기 때문에 대부분의 경우 공기의 굴절율을 1로 간주한다.

참고 자료

없음