슬릿을 이용한 빛의 간섭과 회절
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작성일 23-03-24 20:38
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레이저 광의 성질을 이용하여 단일 및 이중 슬릿에 의한 Fraunhofer 회절무늬로부터 빛의 성질인 간섭과 회절을 이해하고, 슬릿의 폭과 간격을 측정한다.
2.1 단일슬릿
레이저 광의 성질을 이용하여 단일 및 이중 슬릿에 의한 Fraunhofer 회절무늬로부터 빛의 성질인 간섭과 회절을 이해하고, 슬릿의 폭과 간격을 측정한다.
2.2 이중슬릿
설명
제2절>관련理論
레포트 > 자연과학계열
슬릿을 이용한 빛의 간섭과 회절
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평면파인 레이저 광이 하나의 슬릿에 수직으로 입사한다고 생각하자. 슬릿은 장애물이 되므로 레이저 광이 변형되어 슬릿으로 막혀진 뒷부분까지 전달되는 회절현상이 발생한다.
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물결의 움직임 의 파장과 비교될만한 크기의 장애물이나 구멍을 물결의 움직임 이 만나게 될 때에는 회절이라는 현상이 생긴다. 이 경로차가 정확하게 파장의 1/2이 되면 두 물결의 움직임 은 위상차가 180도가 되어 소멸간섭을 일으킨다. 결국 슬릿폭의 1/2 만큼 떨어져 있는 어떠한 두 점에서 나온 물결의 움직임 도 위상차가 180도가 되므로 소멸간섭을 일으킨다. 이 회절현상은 장애물의 위치에서 물결의 움직임 을 세분화하여 무한개의 파원을 만들며, 이들 파원이 진행하면서 서로 간섭하게 되면서 발생한다. 마찬가지 이유로 슬릿의 중앙에서 출발한 광선과 맨 위에서 출발한 광선의 경로차도 동일하다. 프레넬 회절은 장애물 근처에서의 efficacy이며, 프라운호퍼 회절은 장애물로부터 먼 거리에서 일어나는 efficacy를 기술한다. 슬릿의 제일 아래에서 출발한 광선은 중앙에서 출발한 광선보다 의 경로차 만큼 더 진행한다.
실험에서 광원으로 사용되는 레이저 광은 단색성이 좋고, 광의 강도가 크며, 가간섭성 및 평생성이 좋으므로 빛의 간섭 및 회절실험에 있어 적합하다.
진동수가 같은 두 개의 파를 한 곳에 모으면, 그 둘의 위상차에 의하여 보강간섭 또는 소멸간섭을 일으킨다. 여기서 a는 슬릿의 폭이다. 단일 슬릿에 의한 프라운호퍼 회절에서 파의 간섭에 의한 강도 변화를 살펴보자. 이 회절무늬를 分析(분석)하기 위해서는 슬릿을 반으로 나누어 생각하는 것이 편리하다. 실험실에서 가시광원으로 가장 흔히 사용되는 레이저에는 기체 레이저로는 헬륨-네온 레이저가 있으며, 출력이 큰 레이저로는 아르곤이온 레이저가 많이 사용이되다
순서
다. 이런 간섭 현상을 정현파를 이용하여 설명하면 다음과 같다.
