일반물리학 실험 - 빛의 반사와 굴절 실험 결과보고서

빛의 반사와 굴절 실험 결과보고서

-실험목적
빛의 반사는 스넬의 법칙을 확인하기 위해서 다양한 모양의 거울 표면에서 반사되는 빛을 측정함으로써 빛의 반사법칙인 입사각과 반사각이 같음을 확인하고, 빛의 굴절은 빛이 공기를 지나 다른 매질로 들어갈 때 굴절하는 각도를 측정함으로 굴절률이 더 큰 매질로 입사하는 빌의 굴절각이 입사각보다 더 작음을 안다.

-관련 이론
빛의 반사는 빛이 평면거울을 만나면 거울의 표면에서 반사되어 방향을 바꾸게 된다. 거울이 표면을 수직으로 지나는 법선과 빛이 진행하는 방향 사이의 각도를 라고 하자. 법선과 입사하는 빛 사이의 각도를 입사각, 반사하는 빛과 법선 사이의 각도를 반사각이라고 하는데, 반사 법칙에 따르면 입사각과 반사각의 크기는 같다. 빛이 서로 다른 매질의 경계면에서 일부 또는 전부가 처음의 매질로 되돌아 나오는 현상. 이때 입사각과 반사각은 항상 같다. 이를 반사의 법칙이라 한다. 반사될 때 빛의 속도와 파장은 일정하다. 크게 정반사와 난반사로 나눈다. 정반사는 매질의 경계면이 거울이나 고요한 수면과 같이 매끈할 때 일정한 방향으로 반사되는 것이다. 우리가 이번에 하는 실험이 바로 정반사 실험이다.
빛의 굴절 실험은 빛은 한 매질에서 다른 매질로 지나갈 때 경로가 꺾인다. 이것은 빛의 속도가 매질에 따라 다르기 때문이다. 진공 중의 빛의 속도 c와 매질 속의 빛의 속도 v의 비율을 그 물질의 굴절률(n)이라고 한다. (n=c/v) 공기 중에서 진행하던 빛의 유리 표면을 비스듬하게 만나는 경우를 생각해보다. 유리 속에서 빛의 속도는 공기 중에서 속도보다 느리고 때문에, 파면의 한 쪽은 유리 속으로 들어가서 약간 느린 속도로 진행하게 된다. 한편 파면의 다른 쪽은 아직 공기 중에 있어서 여전히 같은 속도로 이동하게 되므로, 결과적으로 빛은 유리 표면을 지나게 되면 진행 방향이 꺾이게 되는 것이다

굴절과 반사에 대한 자료

-실험장치 및 기구
광원 : 빛을 내뿜는 장치
평면거울 : 평면모양의 거울
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