[일반물리실험2] A+ 기하광학 결과보고서

소개

전남대학교 공과대학, 2021 일반물리실험2, A+

목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험준비물

4. 실험 과정
1) 실험 장치의 이해
2) 스넬의 법칙과 전반사
3) 렌즈의 기본 기능
4) 렌즈 조합

5. 실험결과

6. 토론

본문내용

●실험 목적
빛의 굴절과 반사를 이해하고 렌즈를 응용할 수 있다.
●실험 이론
-굴절: 매질에 따라 파동의 속력이 달라지기 때문에 파동이 다른 매질로 각도를 이루며 입사할 때 그 경계면에서 진행 방향이 바뀌게 되는데 이를 굴절이라고 한다. 매질의 굴절률 n은 진공에서의 빛의 속력 c와 매질에서의 빛의 속력 v를 통해 n=c/v로 정의된다.
-스넬 법칙: 매질에 따른 파동의 파장 차이와 입사각과 굴절각을 통해 빛의 굴절은 하나의 법칙으로 정리된다. 처음 매질의 굴절률 n_1, 나중 매질의 굴절률 n_2, 파동의 입사각 θ_1, 파동의 굴절각 θ_2 일 때, n_1 sin⁡〖θ_1 〗=n_2 sin⁡〖θ_2 〗이 성립한다. 스넬 법칙에 따라 굴절률이 높은 물질에서 낮은 물질로 진행하면 파동은 매질 경계면의 수직선에서 멀어지고, 반대 경우에는 가까워진다.
-전반사: 굴절률이 높은 매질에서 낮은 매질로 진행하는 빛은 경계면의 수직선과 멀어지는 쪽으로 굴절한다. 이 때 굴절각이 90도 이상이 되면 빛은 원래 있던 매질을 벗어나지 못하는 전반사가 발생한다. 스넬 법칙에서 굴절각이 90도인 경우를 구하면 전반사가 일어나는 최소 입사각인 임계각에 대한 식을 얻을 수 있다. sin⁡〖θ_c 〗=n_2/n_1
-렌즈 방정식: 렌즈를 통해 물체를 볼 때, 렌즈와 물체 사이거리 s, 렌즈와 상 사이 거리 s', 렌즈의 초점 f에 대한 관계식이 렌즈 방정식이다. 1/s+1/s'=1/f. s'이 양의 값이면 상은 실상, 음의 값이면 허상이다.

참고자료

· 핵심물리학 4판 | Richard Wolfson | 심무경 외 옮김 | 2020.01.30 | pp.671-676, 692-698
· 위키피디아(영어) | 검색어: Fresnel equations | 2021.11.15