빛의 진행
1. 실험 목적
빛이 전자기파의 일종이라는 것은 막스웰의 전자기이론에서 예측되었고, 헤르츠에 의한 전자기파발생 실험을 통해서 입증되었다. 이제 더 이상 빛이 전자기파라는데 대해서는 이론의 여지가 없다. 따라서 일반 전자기파의 범주에서 빛도 시간에 따라 전기마당(자기마당)이 진동하는 모양이 공간상으로 전파해나가는 파동이다. 그러나 빛(전자파)은 좀 특이한 파동으로 다른 파동과는 달리 매질을 꼭 필요로 하지는 않는다. 즉, 물질이 없는 자유공간을 통해서도 전파된다. 태양빛이 우리에게 도달하는 것이 좋은 예이다. 또, 전자기파는 횡파이다. 즉, 전기마당의 떠는 방향이 파의 진행방향과 수직이다. 이 전기마당의 떠는 방향을 빛의 편광(방향)이라고 부른다. 빛은 또, 매질을 통해서도 전달된다. 그러나 서로 다른 매질과 매질사이의 경계면에서는 빛의 진행방향이 바뀌는데 이를 우리는 빛의 반사와 굴절현상이라고 부른다. 빛의 반사와 굴절에서는 스넬(Snell)의 법칙이라고 부르는 반사법칙과 굴절법칙을 적용할 수 있는데 이는 또, 빛이 어느 두 지점사이를 진행하는데 최단시간에 진행하는 특성(페르마의 원리)으로도 설명된다. 이 실험에서는 빛의 반사, 굴절, 편광에 대해서 실험한다. 또, 전반사현상과 브루스터(Brewster)의 각에 대해서도 실험한다.
2. 배경 이론
-부록첨부
3. 결과 분석
1) 빛을 투과하는 성질이 다른 매질사이의 경계면에서 반사하는 빛
입사각 i(o)
반사각 r(o)
15
15
30
30
45
45
60
60
75
75
- 반원통에 물을 담았을 때
→ (r/i) = 1로 입사각과 반사각의 비율은 1:1로 측정되었다.
2) 빛을 투과하는 성질이 다른 매질사이의 경계면을 통해 굴절하는 빛
입사각 i(o)
굴절각 r(o)
sini/sinr
15
12
1.2449
30
23
1.2797
45
32
1.3344
60
38
1.4067
75
45
1.3660
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2014.01.20
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