[광학실험보고서] (재택실험) 굴절 실험보고서

소개

"[광학실험보고서] (재택실험) 굴절 실험보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 과제
8. 논의 및 결론
9. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
물과 설탕물에서 발생하는 굴절현상에서 각 매질의 굴절률을 계산할 수 있다.
2. 실험 원리
(1) 스넬의 법칙
스넬의 법칙은 페르마 원리로 유도해낼 수 있다. 페르마 원리란 빛은 두 지점 사이를 전파할 때, '최소시간의 경로'로 이동한다는 것이다. 이로부터 굴절 법칙을 유도 해보자.

그림

A에서 B까지의 총 이동시간은 다음과 같다.
(식 1)
이 총 이동시간이 최소가 되게 해야한다. 여기서 는 각각 입사매질과 투과매질에서의 광속이다.
피타고라스 정리에 의해 이므로, 총 이동시간은 다음과 같다.
(식 2)
이제 을 만족하면 된다.

<중 략>

8. 논의 및 결론
빛의 굴절을 통해 매질의 굴절률을 측정해보았다. 굴절법칙을 통한 방법으로 한번, 임계각을 통한 방법으로 한번, 총 두 번 매질의 굴절률을 측정했다. 굴절 법칙을 통해 구한 수돗물의 굴절률은 1.31이었다. 이는 물의 알려진 굴절률인 1.33과 근사한 값이다. 설탕용액의 굴절률은 1.38이었다. 그냥 물에 비해 크게 굴절률이 증가하진 않았지만 어느 정도 증가하였다. 수조가 커서, 물의 양이 많이 필요했고 주어진 설탕을 모두 다 녹였지만 포화 용액을 만들지는 못하였다. 하지만 납득할만한 실험결과를 얻었다. 다음으로 임계각을 통해 매질의 굴절률을 측정했다. 물은 1.33으로 실제와 잘 맞았고, 설탕용액도 1.39로 앞서 굴절 법칙으로 구한 결과와 잘 맞는다.

참고자료

· 최신광학개론(pedrotti) 3nd edition