소개글
"회절격자 결과레포트"에 대한 내용입니다.
목차
1. 회절격자의 격자상수 측정
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론
1.2.1. 회절격자란?
1.2.2. 회절격자 실험
1.3. 실험 결과
1.3.1. 광원의 파장 측정
1.3.2. 미지격자의 격자상수 측정
1.4. 결과 분석
1.5. 토의 및 오차 원인 분석
1.5.1. 오차 원인
1.5.2. 오차 개선 방안
1.6. 질문
1.6.1. 광센서 앞에 슬릿을 설치해야 하는 이유
1.6.2. 백색광을 사용할 경우 추가로 필요한 장비
1.6.3. 격자상수가 광원의 파장보다 작을 경우의 현상
1.6.4. 원자 크기의 격자 관찰을 위한 광원
2. 참고 문헌
본문내용
1. 회절격자의 격자상수 측정
1.1. 실험 목적
빛의 회절 현상을 이해하기 위해, 격자상수를 알고 있는 회절격자를 이용하여 주어진 광원의 파장을 추출하고, 파장을 알고 있는 광원을 사용하여 미지의 회절 격자의 격자상수를 추출함으로써 빛의 회절특성과 회절격자의 특성을 이해하는 것이 이번 실험의 목적이다.
1.2. 실험 이론
1.2.1. 회절격자란?
회절격자는 평면 유리나 오목 금속판에 여러 개의 평행선을 좁은 간격으로 새긴 것이다. 이에 빛을 조사하면 투과 또는 반사된 빛이 파장별로 나뉘어서 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이는 다중슬릿에 의한 빛의 회절과 유사하며, 요셉 프라운호퍼(Joseph von Fraunhofer)에 의해 정립되었다(Fraunhofer diffraction).
현재는 보통 1 cm당 10,000개 정도의 선을 가지는 격자들이 흔히 사용되고 있으며, 빛의 파장을 정확히 측정하는데 사용되고 있다. 회절격자에서는 단일 슬릿의 경우와 달리 슬릿의 수가 많아질수록 밝은 점의 세기는 더 예리하고 좁아지게 된다. 즉 격자의 수가 많을수록 극대값은 예리해지기 때문에 더욱 정확한 빛의 파장을 구할 수 있게 된다.
1.2.2. 회절격자 실험
회절격자 실험은 유리판 위에 단위길이 1 cm당 n개의 평행선을 그려 만든다. 이 회절격자에 파장이 일정한 평행광선이 입사되면 각각의 슬릿에서 직진하는 빛들이 서로 보강간섭을 일으켜 중앙에 밝은 무늬를 만들게 된다. 또한 인접한 슬릿들로부터의 빛들의 경로차가 정확히 파장의 정수배가 되는 경우에도 보강간섭에 의해 밝은 무늬가 생긴다.
이는 격자공식 sin(θ_m) = mλ/d으로 나타낼 수 있는데, 여기서 θ_m은 m차 회절각, λ는 광원의 파장, d는 격자간격을 나타낸다. 슬릿의 수가 많아질수록 밝은 점의 세기는 더 예리하고 좁아지므로 격자의 수가 많을수록 정확한 빛의 파장을 구할 수 있게 된다. 따라서 이 실험에서는 회절각을 측정하게 되고, 파장을 알고 있는 경우에는 이에 따른 격자상수를, 격자상수를 알고 있을 때는 광원의 파장을 결정할 수 있게 된다.
1.3. 실험 결과
1.3.1. 광원의 파장 측정
광원의 파장 측정 실험에서는 알려진 격자상수를 가진 회절격자를 이용하여 주어진 광원의 파장을...
참고 자료
실사구시의 물리학
한양대학교 물리학과 물리교재연구실 편)
최신대학물리학Ⅱ
Raymond A.Serway, John W. Jewett 원저/대학물리학교재편찬위원회 역
실사구시의 물리학[한양대학교 출판부]
최신대학물리학Ⅱ[대학물리학교재편찬위원회]
데이비드 할리데이, 일반물리학 2, 텍스트북스, 11판, 2021년, 454~456p
일반물리학실험2 11주차 매뉴얼, 서강대학교 물리학과
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