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[자연과학]결과 보고서 - 빛의 속력, 빈사 법칙, 굴절(스넬의) 법칙, 내부 전반사

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작성일18-03-19 20:33

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따라서 이를 다음의 관계를 통하여 빛의 속력을 구해보면 다음과 같다.
2) photodetector 로 빛을 감지하는데, 중요한 것은 매우 가까운 거리에서 기준 전압을 잡아주고, 빛이 거리 2L 만큼 왕복 운동 후 photodetector 에 도착했을 때, 처음의 기준 전압으로부터 얼마나 시간이 지연이 일어났는지를 보고 의 관계를 이용하여 빛의 속력을 측정(測定) 한다.

실험 B. 반사 법칙 및 굴절 법칙 측정(測定) 실험
1) 이번 실험은 소한 매질에서 밀한 매질로 빛이 입사할 때, 입사각에 따른 반사각과 굴절각의 관계를 확인하는 실험이다.
m/s
오차가 거의없이 빛의 속력이 측정(測定) 이 잘 되었다.
`결론 및 자기평가` …(투비컨티뉴드 ) 빛의 속력을 측정(測定) 하는 것은 결코 쉬운 작업이 아닐것이다.

입사각()
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
반사각()
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-
굴절각()
0
7
14
21
26.5
32
36.5
40
42
-

-
1.47
1.47
1.47
1.47
1.47
1.47
1.47
1.47
-
3) 어찌되었든, 이 D형 렌즈를 사용하여, 위와 같은 실험 구성도를 통하여 입사각과 굴절각의 관계를 측정(測定) 해 보면 다음과 같다. 우선은 다음과 같이 실험을 구성한다.

`결론 및 자기평가` 위의 결과를 보면, 입사각과 반사각의 크기는 같으며, 입사각과 굴절각의 관계를 스넬의 법칙을 만족함을 알 수 있다

또한 Logger Pro3 를 이용하여 구한 아크릴의 굴절률 는 1.47 이 나옴을 확인하였다. 아래의 사진은 기준 전압과 왕복 운동 후 시간지연을 찍은 것이다.
실험 C. 내부전반사 실험
1) 이번 실험은 밀한 매질에서 소한 매질로 입사를 할 때,
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다.

왕복 운동을 한 거리는 6.3m 이고, 위의 오실로스코프에 찍힌 파형은 0.1/div 로 설정하였는데, 여기서 10배 확대 버튼을 눌렀기 때문에 보여지는 파형의 실제 가로축은 0.01/div 이고, 오른쪽 사진을 자세히 보면, 시간지연이 두칸하고도 아주 조금 더 가 있으므로 0.021 가 된다된다. 이렇게 간단하고도 결과가 잘 나오도록 실험을 설계해 놓은 것이 매우 놀랍고, 기초물리학실험실의 장비들 또한 매우 만족스럽다.




실험결과/기타
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설명



빛의 속력, 빈사 법칙, 굴절(스넬의) 법칙, 내부 전반사
실험조건 : (온도) 19°C, (습도) 38%, (날씨) 맑음

1. 실험 목적
1) 빛의 속력을 측정(測定) 할 수 있다
2) 빛의 반사 법칙과 굴절 법칙(스넬의 법칙)을 설명할 수 있다
3) 입사각 대 반사각, 입사각 대 굴절각의 관계를 측정(測定) 할 수 있다
4) 투명한 물체의 굴절률을 측정(測定) 할 수 있다
5) 밀한 매질에서 소한 매질로 입사 시 생길 수 있는 내부 전반사를 설명할 수 있다
6) 내부 전반사가 일어나기 스타트하는 임계각을 측정(測定) 하고, 스넬의 법칙을 이용해서 매질의 굴절률을 구할 수 있다
2. 실험기자재 및 재료
광속 측정(測定) 실험 장치 1세트, 파장 650nm 적색 LD 광원, 회전판, 아크릴 D형 렌즈, 광학용 직선레일, light sensor arm, light sensor, 렌즈받침대, 스크린, LobPro 1세트, PC, Logger Pro3, 디지털 카메라.
3. 실험과정
실험 ...

빛의 속력, 빈사 법칙, 굴절(스넬의) 법칙, 내부 전반사
실험조건 : (온도) 19°C, (습도) 38%, (날씨) 맑음

1. 실험 목적
1) 빛의 속력을 측정(測定) 할 수 있다
2) 빛의 반사 법칙과 굴절 법칙(스넬의 법칙)을 설명할 수 있다
3) 입사각 대 반사각, 입사각 대 굴절각의 관계를 측정(測定) 할 수 있다
4) 투명한 물체의 굴절률을 측정(測定) 할 수 있다
5) 밀한 매질에서 소한 매질로 입사 시 생길 수 있는 내부 전반사를 설명할 수 있다
6) 내부 전반사가 일어나기 스타트하는 임계각을 측정(測定) 하고, 스넬의 법칙을 이용해서 매질의 굴절률을 구할 수 있다
2. 실험기자재 및 재료
광속 측정(測定) 실험 장치 1세트, 파장 650nm 적색 LD 광원, 회전판, 아크릴 D형 렌즈, 광학용 직선레일, light sensor arm, light sensor, 렌즈받침대, 스크린, LobPro 1세트, PC, Logger Pro3, 디지털 카메라.
3. 실험과정
실험 A. 광속 측정(測定)
1) 개선된 실험방식인, 다음과 같이 실험을 구성한다. . 그런데 오늘 실험에서 빛의 속력을 실제로 측정(測定) 하였고, 그 결과를 보았을 때, 오차도 거의 적은 결과를 얻었다.

2) 이 실험에서 D형 렌즈를 사용하는 이유는, 소한 매질에서 밀한 매질로 입사할 경우에 평편한 면을 통해 입사된 빛이 굴절되어 밖으로 나갈 때, 또 다른 굴절의 과정없이 빛이 빠져나갈수 있어서 측정(測定) 이 용이한 advantage이 있다 반대로 밀한 매질에서 소한 매질로 입사를 할 경우에도 아크릴의 표면이 원형이기 때문에 굴절이 없이 입사되어 평편한 면을 매질의 경계로 하여 입사와 반사, 굴절의 관계를 볼 수 있어 D형 렌즈가 가장 최선의 방법 중의 하나 일 것이다.

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