간섭과 회절

1. 실험 제목
간섭 및 회절

2. 실험 목적
간섭 및 회절에 대하여 알아보자.

3. 관련 이론
원리
- 1801년 토마스 영은 빛의 파동성을 보여주는 간섭효과를 발견하여 빛의 파동설을 세웠다. 간섭이란 두 개의 파동이 서로 중첩되어 어떤 공간에 에너지가 균일하게 분포되지 않고, 어느 점에서는 극대가 되고 다른 점에서는 극소가 되는 현상을 말한다. 간섭을 일으키기 위해서는 두 개 이상의 파동이 같은 속도, 진동수, 파장 및 상대적 위상이 일정하게 유지되어야 한다.

단일광원으로부터 나오는 빛을 서로 가까이 위치한 두개의 슬릿을 조사해보면, 만약 빛이 아주 작은 입 자 -뉴튼은 ‘미립자(corpuscles) 라 표현하였다- 로 구성되어 있다면 슬릿 뒤에 위치한 스크린 상에는 두개의 밝은 라인이 보여야 할 것이다. 그러나 영은 여러 개의 밝은 라인을 관찰하였고 이 결과를 파동의 간섭 현상으로 설명할 수 있었다. 회절 때문에 파동은 두개의 작은 슬릿을 통과하여 슬릿의 모서리로부터 퍼져나간다. 이것은 두개의 돌을 연못에 던질 때 일어나는 물결의 간섭무늬와 같다.

일반적으로 슬릿사이의 거리는 슬릿과 스크린(회절무늬가 관측되는)간의 거리에 비해 매우 작다. 슬릿의 모서리로부터 빛은 순전히 평행하다. 한쪽 슬릿을 통과한 빛의 광로거리와 다른 슬릿을 통과한 빛의 광로거리 차가 파장의 정수배 일 때 스크린 상에는 보강간섭(Constructive Interference)이 일어난다. 상쇄간섭(Destructive Interference)은 두 빛의 광로차가 반파장의 정수배 일 때 일어난다.

◉ 단일슬릿에 의한 회절

[그림1 단일슬릿에 의한 회절]

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[hwp/pdf]간섭과 회절