마이켈슨 간섭계 5조 이순성 채윤기 김민경 정은지.

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1 마이켈슨 간섭계 5조 이순성 채윤기 김민경 정은지

2 목차 실험 목적 실험 이론 실험 기구 실험 방법 실험 결과 토의

3 실험 목적 마이켈슨 간섭계를 이용하여 레이저의 파장을 정확하게 측정할 수 있다. 파동의 간섭현상을 이해한다.

4 실험 이론 ▲ 파동의 간섭 둘 이상의 파동이 서로 만났을 때 중첩의 원리에 따라서 나타나는 현상으로 보강간섭과 상쇄간섭이
있다. 간섭 무늬를 조사해 보면 두 파원으로부터 경로차가 반 파장의 짝수배가 되면 보강 간섭이 일어나고 홀수배가 되면 상쇄 간섭이 일어남을 알 수 있다.

5 실험 이론 dsinθ = nλ ▲ 빛의 파동성 - Young 의 이중슬릿 실험 빛이 이중슬릿을 통과하여
회절된 두 빛이 서로 간섭 현상을 일으켜 밝은 부분과 어두운 부분이 나타난다. 보강간섭 조건 dsinθ = nλ 빛의 파동성을 증명!

6 실험 이론 ▲ 마이켈슨 간섭계 ▶ Young의 이중슬릿과 다른 방법으로 간섭현상을 관찰 ▶ 두 거울중 하나를 움직여
그 경로차로 간섭현상을 일으킨다.

7 실험 이론 ▲ 마이켈슨 간섭계 ▶ 원리 ①레이저의 빛이 반도금 거울 에 입사되어 두개의 빛으로 나뉜다.
② 나뉜 빛이 각각 거울1,거울2에 반사되어 다시 반도금 거울로 간다. ③ 반도금 거울을 지난 두 빛이 간섭을 일으키며 스크린에 상을 맺는다.

8 실험 이론 2d cosΘ = n λ ▲ 마이켈슨 간섭계 ▶ 간섭 현상을 일으켜보자 두 거울 중 하나는 움직일 수 있다.
(빛이 거울에 갔다가 되돌아오므로) 그러므로 간섭 조건은 2d cosΘ = n λ d 거울2의 각도가 Θ=0º이므로, 본 실험에서는 cosΘ =1 이다!

9 실험이론 ▲ cos Θ ? 2dcos Θ 거울 허상의 위치 경로차
거울 M1, M2 는 서로 90º 의 각도를 이루고 있지만, 여기에서는 경로차를 알아내기 위해 두 거울을 수평으로 두고 생각해보자. 빛은 완전히 수평으로 진행하는 것이 아니므로 수평면과 빛 사이의 각도를 Θ 라고 하자. 그렇다면 간섭계에서 빛은 그림과 같이 움직인다. 그림에서 보듯이 S에 간섭무늬가 나타나며 그 때의 경로차는 2dcos Θ 경로차 거울 허상의 위치

10 실험기구 마이켈슨 간섭계 마이크로미터

11 실험기구 633nm 레이저

12 실험기구 볼록렌즈 그리고, 받침대

13 실험방법 ① 실험도구를 사진과 같이 배치한다. 마이크로미터를 조정하여 0mm로 맞춘다.

14 실험방법 ② 볼록렌즈를 잠깐 제거한 후 조절나사를 이용하여 원점조절을 한다. 두 점 중 하나를 움직여 겹쳐지게 한다
상하조절나사 좌우조절나사

15 실험방법 ③ 다시 볼록렌즈를 끼우고 구면파가 나오는 것을 관찰한다. 이때 레이저 빛이 볼록렌즈의 중앙을 통과하도록 한다.

16 실험방법 ④ 조절나사를 조정하면서 상에 간섭무늬가 나타나지 않도록 중심을 맞춘다. 간섭무늬가 하나도 나타나있지 않은 원점 상태
간섭무늬가 나타나지 않도록 중심을 맞춘다. 간섭무늬가 하나도 나타나있지 않은 원점 상태 잘못된 예…

17 실험방법 ⑤ 마이크로미터를 이용하여 거울의 간격인 d값을 조정하며 생겨나는 간섭무늬개수를 센다. !!!주의사항
Ex) 마이크로미터 d 값 1mm mm ⑤ 마이크로미터를 이용하여 거울의 간격인 d값을 조정하며 생겨나는 간섭무늬개수를 센다.

18 실험방법 구면파 관측하는 방법 원점에서 생겨나는 간섭무늬 개수를 센다.

19 실험참고사항 ※ 마이크로미터 읽는 법 슬리브 : 0.5 mm 마다 위 아래로 눈금이 있음.
② 슬리브 눈금 중앙에 가로로 긴 눈금과 정확하게 일치하는 딤블의 눈금을 읽는다. ③ 슬리브에서 읽은 값과 딤블의 값을 더하면 원하는 값을 얻는다. 슬리브 딤블

20 실험참고사항 ※ EXAMPLE

21 실험결과 평균 : 666nm 기본 계산식 : 2d cosΘ=nλ d (거리) n (간섭무늬 개수) 계산식 파장 5µm 14
2 x ( 5 x 10^-6 ) / 14 714nm 10µm 14+15=29 2 x ( 10 x 10^-6 ) / 29 690nm 15µm 29+16=45 2 x ( 15 x 10^-6 ) / 45 667nm 20µm 45+17=62 2 x ( 20 x 10^-6 ) / 62 645nm 25µm 62+16=78 2 x ( 25 x 10^-6 ) / 78 641nm 30µm 78+16=94 2 x ( 30 x 10^-6 ) / 94 638nm 평균 : 666nm 기본 계산식 : 2d cosΘ=nλ

22 오차 분석 오차율=5.21% 오차의 원인 이론값=633nm 실험값평균=666nm
-멈춰있는 상의 개수를 세는 것이 아니라 변하는 상의개수를 세기 때문에 개수가 불분명하다. -볼록렌즈의 가운데를 정확히 통과하는지 알 수 없다.

23 토의 마이크로 미터의 값과 d의 값이 차이나는 이유 ① ② ① 에서 조정한 값이 지렛대 원리에 의해
지렛대 축 ② ① 에서 조정한 값이 지렛대 원리에 의해 ② 에서는 1/10배로 감소되어 d 값이 변화하기 때문이다.

24 토의 볼록 렌즈를 사용 하는 이유 레이저 광선을 구면파로 만들어 주기 위해서이다.

25 끝 감사합니당^^