[일반물리학실험] 간섭과 회절

[일반물리학실험] 간섭과 회절

1. 실험 제목 : 간섭과 회절

2. 실험 목적 : 이중 슬릿 및 단일 슬릿을 이용한 간섭 및 회절을 통하여 파동의 기본적인 특성인 간섭성을 이해한다.

3. 관련 이론

A. 이중 슬릿 간섭

위의 그림과 같이 슬릿 간 간격이 d인 이중 슬릿에 파장 의 레이저 빔을 입사시키고 슬릿으로부터 거리 D의 스크린에 형성되는 빛의 패턴을 살펴본다고 하자. 이때 슬릿 과 를 통과한 두 빛이 스크린 P점에 닿았다고 할 때 이 두 빛이 이동한 거리 과 사이의 경로차 b는

(1)

이때 경로차가 파장의 정수배이면 보강간섭이고 그 사이에서 상쇄간섭이 발생한다. 따라서 밝은 무늬가 형성되는 지점은

(2)

이다. m은 정수이며 스크린 중앙 부근에서의 간섭무늬는 각 가 작아 라 할 수 있으므로 이를 식 (2)에 대입하면 m번째 밝은 무늬에 해당하는 위치는

(3)

이다. 이 때 d, D 및 밝은 무늬 간 간격을 안다면 를 측정할 수 있다.

(4)

B. 회절
폭이 a인 슬릿에 파장 의 레이저 빔을 입사시키고 슬릿으로부터 거리 D의 스크린에 형성되는 빛의 패턴을 살펴본다고 하자. 이때 슬릿의 각 지점을 통과하여 스크린 P점에 도달하는 빛은 중첩되어 그 경로 차에 따라 보강, 상쇄간섭을 하게 된다.
슬릿의 각 지점을 지나는 빛에 대한 경로를 계산하여 중첩시키면 다음의 결과를 얻는다.

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