Diffraction실험 목표단일 슬릿과 이중 슬릿을 통하여 빛의 간섭현상을 이해하고 실험을 통해 빛이 가지고 있는 파동의 성질(회절, 간섭)을 확인 할 수 있다.실험 원리과학자 영(Thomas Young)은 빛을 단일 슬릿과 이중 슬릿을 차례로 통과하게 하여 빛의 상을 관찰함으로써 빛의 파동성을 제안하였다. 영은 이중 슬릿을 이용하여 간섭실험을 하였고, 이는 간섭무늬 간격으로부터 빛의 파장을 처음으로 측정할 수 있었던 실험이다.이 실험의 방법은 단색광을 단일 슬릿에 입사시켜 이중 슬릿을 통과하여 스크린에 나타나는 현상을 관찰하는 것이다. 이 때 빛이 입자라면 일정한 무늬가 나타나야 한다. 그러나 실험 결과 파동처럼 간섭무늬가 나타났으며 이는 빛이 파동성을 가진 것을 의미한다.광원에서 진행된 빛이 슬릿 S에서 회절 한 후 (호이겐스의 원리) 이중슬릿 S1 및 S2에서 다시 회절 한 후 동일 진폭의 이차 간섭파가 스크린에 도달하게 된다. 이 때 이중슬릿에서 나온 두 빛의 경로차가 반파장의 짝수배 일 때 보강 간섭이 일어나고, 반파장의 홀수배 일 때 상쇄 간섭이 일어난다. 보강 간섭이 일어나는 곳은 스크린 사의 밝은 무늬로 나타나고, 상쇄 간섭이 일어나는 곳은 어두운 무늬로 나타난다.광로차를 △라 하면 △ = dsinθ 이다. 각 θ가 매우 작을 경우에 sinθ = θ = tanθ로 표현할 수 있으므로, △ = dsinθ = dtanθ 이다. tanθ = x/L 이므로, △ = dsinθ = dtanθ = dx/L 이다. 따라서 광로차에 대한 간섭 조건은 다음과 같이 정의된다.스크린 상의 무늬 간격 △x는 주앙의 밝은 무늬 (m=0)와 첫 번째 밝은 무늬 (m=1) 사이의 간격과 일치하므로 △x = θλ/d 이다. 이 식으로부터 무늬 간격은 두 슬릿 사이의 간격이 좁을수록, 슬릿과 스크린의 거리가 멀수록, 파장이 클수록 커진다는 것을 알 Hyperlink "http://terms.naver.com/imageDetail.nhn?docId=940841&imageUrl=http%3A%2F%2Fdbscthumb.phinf.naver.net%2F0903_000_2%2F*************2681_NC1JWF5HT.jpg%2Fcb1_70_i1.jpg%3Ftype%3Dm4500_4500_fst%26wm%3DN" 수 있다.실험 방법1. 스크린과 슬릿, 레이저를 설치 후 위치를 조정한다.2. 스크린과 슬릿 간의 간격을 측정한다.3. 간섭무늬 중심에서 첫 번째 무늬까지의 간격을 측정한다.4. 간섭무늬 중심에서 두 번째 무늬까지의 간격을 측정한다.1. 스크린과 슬릿, 레이저를 설치 후 위치를 조정한다.2. 슬릿간격을 0.04 mm, 슬릿 간의 간격을 0.25 mm로 설치한다.3. 스크린과 슬릿 간의 거리를 측정한다.4. 간섭무늬 중심에서 첫 번째 무늬까지의 간격을 측정한다.5. 간섭무늬 중심에서 두 번째 무늬까지의 간격을 측정한다.실험 기구He-Ne Laser, 광학트랙과 스크린, 단일 슬릿 디스크, 이중 슬릿 디스크, 스크린을 덮을 종이, 모눈종이결과 예측단일 슬릿 에서는 회절 무늬가 어두운 부분과 밝은 부분이 엇갈려 나타날 것이고, 단일 슬릿에서 중심이 이중 슬릿의 중심보다 더 많은 양의 빛이 몰려 밝게 나타날 것이다. 인접한 부분과 반파장의 위상차가 존재하면 이는 상쇄 간섭을 일으켜 어두운 무늬로 나타날 것이다. 이중 슬릿은 단일 슬릿과 다르게 보강 간섭과 상쇄 간섭이 일어날 것이다. 이중 슬릿에서는 슬릿에서 나온 두 빛의 경로차가 반파장의 짝수배 일 때 보강 간섭이 일어나 밝은 무늬가 나타날 것이다.Diffraction 결과레포트실험 방법이중 슬릿 실험장치에서 슬릿과 스크린 사이의 간격을 100 cm 슬릿 간격을 0.04 mm, 두 슬릿간의 간격을 0.25 mm로 맞춘 후 무늬 간격을 측정한다.두 슬릿 간의 간격을 0.5 mm로 바꾼 후 측정한다.슬릿 간격을 0.08 mm 두 슬릿 간의 간격을 0.25 mm로 맞춘 후 무늬 간격을 측정한다.두 슬릿 간의 간격을 0.5 mm로 바꾼 후 측정한다.위와 같은 과정을 스크린 사이의 간격을 50 cm로 맞춘 후 측정한다.실험 결과 및 고찰d=슬릿 간의 간격a=슬릿 간격L=스크린 사이 간격a=0.04 mmd=0.25 mma=0.04 mmd=0.5 mma=0.08 mmd=0.25 mma=0.08 mmd=0.5 mmL=100cm△x=2.7 mm△x=1.3 mm△x=2.7 mm△x=1.3 mmL=50cm△x=1.2 mm△x=1 mm미만△x=1.2 mm△x=1 mm미만스크린 상의 무늬 간격(△x)는 두 슬릿 사이의 간격(d)이 좁을수록, 스크린과 슬릿 사이의 거리(L)가 멀수록, 파장이 클수록 커진다는 사실은 알고 있었다. 실험 결과도 이에 맞게 얻을 수 있었다. 실험 결과를 살펴보자면, 슬릿 간격과 슬릿 간의 간격 그리고 스크린 사이 간격의 차이를 2배씩 늘리고 줄여보면서 그 사이의 관계를 알아 보았을 때 스크린 사이 간격이 2배 늘어나면 스크린 상의 무늬 간격도 약 2배로 늘어나고, 슬릿 사이의 간격이 2배 줄었을 때 스크린 상의 무늬 간격이 약 2배 늘은 것을 알 수 있었다. 이는 식과 일치하는 결과 이며, 무늬가 중심에서 멀어질수록 흐릿한 것을 볼 수 있었는데 이는 중심에서 회절의 정도와 차이가 나기 때문이다. 중심에서 멀어질수록 회절 하여 도달하는 수가 줄어든다. 단일 슬릿으로 시험을 했었다면, 빛의 직진성으로 인해 중앙이 더 밝게 보였을 것이다. 이 실험을 통하여 빛의 파동성에 대해 알아 볼 수 있었다.
