[공학]빛의 반사와 굴절

소개

반사와 굴절의 법칙을 이해하고 굴절률을 계산한다.

목차

1.실험목적
2.장치 및 기구
3.이론
4.실험방법
5.실험결과
6.결론
7.토의
8.참고문헌

본문내용

3. 이론
빛이 한 매질에서 다른 매질로 들어갈 때 그 경계 면에서 빛의 반사와 굴절이 일어난다. 경계 면의 법선과 입사광선이 이루는 각도를 , 반사각 및 굴절각을 각각 과 이라고 하자. 그러면 호이겐스의 원리로부터 다음과 같은 반사의 법칙과 굴절의 법칙이 얻어짐을 보일 수 있다.
▶반사의 법칙
반사각 은 입사각 와 같다. 이는 빛의 파장에 관계없이 성립할 뿐만 아니라, 두 매질이 어떤 매질이든지 항시 성립한다. 즉,
=
이 관계를 반사의 법칙이라 한다.
▶굴절의 법칙
진공 속에서 매질 a로 빛이 각 을 이루며 입사했을 경우 그 매질의 굴절률을 라 하면

로 쓸수 있다. 이것을 굴절의 법칙 또는 Snell의 법칙이라고 한다.
마찬가지로 진공속에서 매질 b로 빛이 각 을 이루며 입사했을 경우에도 매질 b의 굴절률을 라고 하면

이다.
따라서 ②／①을 하면 다음 식을 얻는다.

위 식으로부터 매질 a에서 매질 b로 빛이 입사하는 경우의 상대 굴절률 n을 얻을 수 있다.
▶전반사
굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 빛이 입사하는 경우를 생각하자. (즉 )인 경우의 입사각 를 라고 쓰자. 이 때의 입사각 을 입계각이라 하고, 다음

4. 실험 방법
▶반사의 법칙
① Control Box 회전형태를 자동으로 선택하고, Control Box의 전원을 ON한다. 그리고 레이져를 레이져 받침 위에 올려놓고 전원을 ON한다.
② Control Box의 스위치를 이용해 광 센서를 A지점으로 이동시키고, 레이져의 광선이 법선을 지나 A지점에 있는 광센서의 정중앙에 오도록 레이져의 높이와 각도를 조절한다.
③ Control Box의 스위치를 이용해 광 센서를 초기위치로 이동시키고 그때의 각도를 기록한다.
④ 광학원판 중앙의 지지대에 과학거울을 레이져의 입사각이 20°가 되도록 고정한다.
⑤ LabVIEW 프로그램을 ON한다.
⑥ Contol Box의 스위치를 사용해서 광 센서를 반시계방향으로 회전시키면서 LabVIEW상에 나타난 측정값을 기록하고. 다시 시계방향으로 회전시키면서 다시한번 더 기록한다.
⑦ 입사각이 커지도록 광학거울의 각을 증가시키면서 ⑤~⑥의 과정을 반복한다.
⑧ ⑤~⑦의 과정을 5회 반복한다.

참고자료

· 없음