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(현대물리학 실험 A+) 전자회절실험 예비보고서2025.05.151. 전자 회절 이번 실험에서는 전자 회절을 관찰하고 브래그 공식을 이용해 전자의 파장을 구해봅니다. 이를 통해 전자 즉 입자의 파동성을 알아낼 수 있습니다. 아인슈타인의 광전효과 실험과 드 브로이의 입자-파동 이중성 이론을 바탕으로, 데이비슨-거머 실험을 재현하여 전자의 파동성을 확인하는 것이 이번 실험의 목적입니다. 2. 브래그 공식 브래그 공식을 이용하여 전자의 파장을 계산할 수 있습니다. 이를 통해 전자가 입자뿐만 아니라 파동의 성질도 가지고 있음을 확인할 수 있습니다. 3. 데이비슨-거머 실험 데이비슨-거머 실험은 전자의 ...2025.05.15
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간섭과 회절 실험 결과보고서2025.11.121. 단일 슬릿 회절 단일 슬릿을 통과한 레이저 빛의 회절 현상을 관찰하는 실험. 슬릿 폭(a)을 0.02mm에서 0.16mm까지 변화시키며 Light Sensor로 빛의 세기를 측정. 슬릿 폭이 좁을수록 회절이 잘 일어나 무늬 간격이 크고 노이즈가 증가. 극소점 간격(ΔX)을 측정하여 수식 a=mλ×2L/ΔX를 이용해 슬릿 폭을 계산. 모든 실험에서 5% 이내의 오차로 정밀한 측정 결과 획득. 중앙에서 멀어질수록 오차가 감소하는 경향 확인. 2. 이중 슬릿 간섭 이중 슬릿을 통과한 레이저 빛의 간섭 현상 관찰. 슬릿 폭 a=0.0...2025.11.12
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원자 스펙트럼 실험을 통한 뤼드베리 상수 도출2025.11.111. 원자 스펙트럼 원자 스펙트럼은 원자가 방출하는 빛의 파장을 분석하는 현상입니다. 본 실험에서는 수은과 수소의 선 스펙트럼을 회절 격자를 이용하여 관찰했습니다. 수은 선 스펙트럼의 알려진 파장값을 기준으로 회절격자 간격을 결정한 후, 이를 통해 수소의 선 스펙트럼 파장을 측정했습니다. 수소에서 관찰되는 선 스펙트럼은 전자가 주양자수 n=2 상태로 전이될 때 나타나는 현상으로, 원자의 에너지 준위 변화를 직접 관찰할 수 있습니다. 2. 회절 격자와 빛의 파장 측정 회절 격자는 빛의 회절과 간섭 현상을 이용하여 파장을 측정하는 광학...2025.11.11
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분광기 실험 예비보고서 [현대물리실험 A+]2025.04.251. 분광기 이 실험에서는 분광기에 장착된 회절 격자를 사용하여 원자 스펙트럼을 연구합니다. 수은 및 나트륨의 방출 스펙트럼 선을 관찰하고 그 관찰 지점에 측정한 각도를 통해 빛의 파장을 알아냅니다. 분광기는 collimator, 회절 격자 및 망원경으로 구성되며, 이를 통해 원자에 의한 빛의 방출과 흡수를 연구할 수 있습니다. 2. 회절 격자 회절 격자는 빛의 파장 정도의 크기를 가진 장애물로, 빛이 회절되어 밝고 어두운 회절 패턴이 관찰됩니다. 이 패턴의 밝은 부분 사이의 간격은 빛의 파장에 따라 달라지므로, 회절 격자를 통과할...2025.04.25
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빛의 간섭과 회절 현상 실험 결과 분석2025.11.121. 빛의 파동성과 간섭 현상 빛은 입자성과 파동성을 모두 지닌다. 두 파동의 위상이 일치하면 보강간섭이 일어나 진폭이 두 배가 되고, 위상이 정반대면 상쇄간섭이 일어나 파동이 소멸된다. 이러한 간섭 현상은 빛의 파동성을 명확하게 드러내며, 현대 광학실험에서도 그 원리가 광범위하게 활용되고 있다. 2. 단일 슬릿의 회절 무늬 빛이 좁은 슬릿을 통과할 때 회절이 발생한다. 슬릿의 폭이 좁고 빛의 파장이 길수록 회절이 잘 일어난다. 단일 슬릿 회절에서 어두운 무늬는 asinθ=mλ 조건에서 생성되며, 실험을 통해 측정된 회절 무늬의 위...2025.11.12
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분광기를 이용한 빛의 파장 측정 실험2025.11.141. 분광학 및 스펙트럼 분광학은 파장에 따라 달라지는 빛과 물질의 상호작용을 연구하는 학문이다. 스펙트럼은 물체의 고유성질을 나타내며 빛을 파장별로 보여주기 때문에 분광학에서 매우 중요한 역할을 한다. 스펙트럼은 프리즘이나 회절격자를 통해 만들어지며, 물질의 특성을 파악하는 데 필수적인 도구이다. 2. 회절격자와 빛의 파장 측정 회절격자는 빛을 파장별로 분산시키는 광학 소자로, 투과 회절격자를 이용하여 빛의 스펙트럼을 관찰할 수 있다. 회절격자 공식을 이용하면 각도를 측정하여 빛의 파장을 정확하게 구할 수 있다. 회절각도를 측정하...2025.11.14
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빛의 간섭 및 회절 실험 보고서2025.11.141. 단일슬릿 회절 레이저 광이 단일 슬릿을 통과할 때 발생하는 Fraunhofer 회절 현상을 분석한다. 슬릿의 폭을 a, 슬릿과 스크린 사이의 거리를 L이라 할 때, 소멸간섭 조건은 sin θ = mλ/a (m=±1,±2,...)이다. 실험에서 650nm 반도체 레이저를 사용하여 0.02mm부터 0.16mm까지의 다양한 슬릿 폭에 대해 회절패턴을 측정하고, 공식 a = (L/y_m)mλ를 이용하여 슬릿 폭을 계산했다. 슬릿 폭이 증가할수록 회절 무늬의 간격이 좁아지는 현상을 관찰했다. 2. 이중슬릿 간섭 두 개의 슬릿에서 나온 ...2025.11.14
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X-RAY Diffraction장비 (XRD) 이해 보고서2025.05.161. X-ray Diffraction의 역사 X-ray는 빠른 전자를 물체에 충돌시킬 때 투과력이 강한 전자기파가 방출되는데, 이를 X선이라 한다. 1895년 독일의 물리학자 W. K. Roentgen이 우연히 발견했으며, 이를 통해 Roentgen은 1901년에 최초의 노벨 물리학상을 받게 되었다. 이후 독일의 물리학자 Knipping과 vonLaue가 처음으로 crystal의 diffraction pattern을 알아냈고, 1914년 Laue는 염화나트륨과 석영결정에 X선을 투과시켜 X선이 고체결정의 원자들에 의해 산란되며, 산...2025.05.16
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물리학및실험 간섭과 회절 실험 레포트2025.05.101. 파동 파동(wave)은 공간이나 물질의 한 부분에서 생긴 주기적인 진동이 시간의 흐름에 따라 주위로 퍼져나가는 현상을 의미한다. 2. 간섭 간섭(interference)은 둘 또는 그 이상의 파동이 서로 만났을 때 중첩의 원리에 따라서 서로 더해지면서 나타나는 현상이다. 둘 이상의 결맞는 (coherent) 파동이 중첩되면서 일어나는 현상으로, 파동들 사이의 위상 차이가 잘 정립되어 있는 결맞는 파동들이 중첩되면 파동들 사이의 위상 차이에 따라 파동이 더해져서 더욱 강해지거나 서로 상쇠되어 약해지는 현상이 발생한다. 3. 이중...2025.05.10
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파동광학: 슬릿 회절 및 간섭 실험2025.11.181. 단일슬릿 회절 단일슬릿에 의한 빛의 회절은 빛이 슬릿을 지나면서 회절되고, 회절된 빛이 서로 간섭하기 때문에 회절무늬가 나타난다. 슬릿의 폭이 좁을수록, 슬릿과 스크린 사이의 거리가 멀수록, 빛의 파장이 길수록 회절무늬 간격이 넓어진다. 폭이 a인 슬릿에 레이저 광을 수직하게 비추면 거리 D만큼 떨어져 있는 스크린 위에 회절무늬가 생기며, 스크린 상의 한 점에서 두 광선의 광로차가 파장의 반정수배가 되면 소멸 간섭으로 어두운 무늬가 나타난다. 2. 이중슬릿 간섭 이중슬릿에 의한 회절에서 슬릿간격 a가 슬릿폭 b보다 크기 때문에...2025.11.18
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