광섬유를 이용한 광속측정, 마이켈슨 간섭계, 회절격자 분광계 실험 예비보고서

소개글

광섬유를 이용한 빛의 속도 측정, 마이켈슨 간섭계, 회절격자 분광계를 이용한 스펙트럼 측정 에 관한 물리 실험 예비보고서 입니다.

목차

제목
1.실험목적
2.실험원리
3.실험기구 및 장비
4.실험방법
5.결과예측
6.참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
① 광섬유를 이용한 빛의 속도 측정
차세대 통신방식인 광섬유 통신을 이용하여 빛의 속도를 정밀하게 측정할 수 있다.
② 마이켈슨 간섭계
마이켈슨 간섭계를 이용하여 헬륨-네온 레이저의 파장을 정확하게 측정하고 한편으로 빛이 에테르라는 매질을 통하여 전파되는지 여부를 밝힌 마이켈슨-물리의 실험을 이해한다.
③ 회절격자 분광계를 이용한 스펙트럼 측정
회절격자 분광기(diffraction grating spectrometer)를 이용하여 기체 방전관에서 나오는 빛의 스펙트럼(spectrum)을 관측하고 각 휘선의 파장을 구한다. 이 측정으로부터 빛의 파동성을 이해하고 파동의 대표적인 현상인 간섭효과를 관찰할 수 있다. 또한 여러 가지의 광원에서 나오는 빛들이 포함하고 있는 성분들을 파장 별로 분간하여 빛이 발생하는 원리를 이해한다.
2. 실험 원리
① 광섬유를 이용한 빛의 속도 측정
1) 빛의 전반사
우리가 통신을 할 때 많이 쓰이는 광섬유는 어떠한 원리로 원하는 정보를 전달하고 있을까? 일반적으로 빛이 다른 매질을 지나가게 되면 굴절을 일으키게 된다. 그러나 두 매질의 종류와 빛의 입사각에 따라 빛이 굴절하지 않고 모두 반사하는 경우가 있다. 어떠한 경우에 이러한 일이 발생하는지 알아보도록 하자.
소한 매질에서 밀한 매질로 빛을 입사시킬 때 점차로 입사각을 증가시키면 특정한 각 이상이 되었을 때 빛이 전반사를 일으키게 된다. 이때의 각을 임계각이라 부른다. 임계각보다 큰 입사각으로 들어온 빛은 모두 반사된다. 반사된 빛은 이 때 일반적인 반사의 법칙에 따른다. 위 그림은 입사각을 바꾸어 갈 때 빛이 전반사를 일으키게 되는 것을 보여주고 있다. 광원 s에서 나온 빛이 다양한 입사각을 가지고 공기-유리의 경계면을 통과할 때 그림에서와 같이 a부터 d까지는 굴절을 하게 된다. 하지만 e를 지나게 될 때는 더 이상 굴절을 하지 않게 된다. f부터 g까지는 입사각이 임계각을 넘어서게 되므로 모두 전반사가 일어나게 됨을 알 수 있다.

참고 자료

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일반 물리 실험 책 ‘광섬유를 이용한 빛의 속도 측정’, ‘마이켈슨 간섭계’, ‘회절격자 분광계를 이용한 스펙트럼 측정’ 부분.