Michelson 간섭계를 이용한 빛의 파장 측정

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1 Michelson 간섭계를 이용한 빛의 파장 측정
신재오 2006 겨울

2 실험 목적 Michelson 간섭계를 이용하여 빛의 파장을 측정한다.

3 실험 원리 레이저가 beam splitter 에 의해 다른 경로를 이동후 다시 만나서 간섭을 일으킨다.
빛의 간섭현상 : 전기장의 선형중첩의 원리의 결과 한 지점에서 전기장은 여러 소스에 의한 전기장의 벡터합이다.

4 실험 원리 E1=E2 일때 빛의 세기 즉, 경로차가 바뀜에 따라 밝고 어두운 무늬가 생긴다.
수식은 설명하지 않고 그냥 넘어 갈수 있다. 델타 : 경로차 밝고 어두운 무늬가 나타나는 것은 렌즈에 의해 레이저를 분산시켜서, 각각 약간씩 다른 경로차를 갖기 때문 여기서 우리가 측정하거나 보는 양은 시간 평균이므로 시간항은 무시한다. 즉, 경로차가 바뀜에 따라 밝고 어두운 무늬가 생긴다. 밝은 무늬가 어두워졌다가 다시 밝은 무늬가 되는데 필요한 경로차

5 실험 원리 거울을 만큼 움직이면 경로차는 2 만큼 생긴다. 즉, 간섭무늬의 변화수 이다. Screen Laser M2 M1
거울을 만큼 움직이면 경로차는 만큼 생긴다. 즉, 간섭무늬의 변화수 이다. Screen Laser M2 M1 간섭무늬가 1번 변하는데 람다이므로..

6 실험 장치 조무현 교수님이 렌즈를 뭐라고 불러라고 했는데 기억이 안난다. 기억나는 사람 에게 알려주길 바란다. He-Ne레이저, 렌즈, 간섭계, 높이 조절판. 광학대 렌즈는 레이저를 퍼트리기 위해서,

7 실험 방법 1. 먼저 렌즈를 제거하고 거울 1, 2를 지나온 두 빛이 스크린의 한 점에 모이도록 레이저와 간섭계를 정렬한다.
2. 렌즈를 설치한 후 스크린의 동심원 형태의 간섭무늬가 나오도록 다시 정렬한다. 고정된 거울뒤의 나사로 조절할 수 있다. 3. 위의 과정이 완료되었으면 마이크로미너를 돌려서 동심원의 중심이 어두운 무늬가 나타나도록 한다. 4. Micrometer screw를 다시 돌리면 동심원의 중심에 어두운 무늬와 밝은 무늬가 반복적으로 생긴다. 마이크로미터를 통해 움직일수 있는 거울의 이동한 거리(d)를 측정하고 이 때 동심원 중심에서 무늬의 변화 횟수(m)를 측정하여 빛의 파장을 계산하자. 매뉴얼에 있는 내용으로 생략 가능하다. 주의사항 : 레이저를 눈에 쬐이지 않도록 주의한다. (반사되는것, 다른실험조에 의한것.) 명함과 같은 종이를 이용하면 두 경로에 의한 레이저가 한점에 모이는것을 관찰하기에 편함.

8 실험 결과 -> 이렇게 동심원이 되도록 조절한다.
사진 찍어준 님 감사합니다. -> 이렇게 동심원이 되도록 조절한다.

9 실험 결과 파장=613.3(24.0)nm Δd ＊He-Ne 레이저  =632.8 nm
오차의 가장 큰 요인은 마이크로 미터의 정밀도가 낮아서 일 것이다. ＊He-Ne 레이저  =632.8 nm Δd

10 실험 tip 간섭무늬가 25개 바뀌더라도 마이크로미터는 0.08×10-4m정도로 작게 움직인다. 즉 마이크로 미터의 정밀도가 다른 측정값에 비해 낮다. 따라서 가능하면 많은 수(150~200개)의 간섭무늬를 세는 것이 좋다. 렌즈와 마이켈슨 광학대를 가까이 두고 실험을 한다. 명함과 같은 종이를 이용하면 두 경로에 의한 레이저가 한점에 모이는것을 관찰하기에 편함.