물��학및실험2 (10) 회절 및 간섭 현상

Ⅰ. 서론
1. 실험 목적
단일 슬릿에 의한 슬릿 폭의 변화에 따라 회절무늬가 변화되는 모양을 관찰하여 회절 성질을 이해한다. Young의 이중슬릿에 의해 형성된 무늬에서 회절과 간섭현상을 관찰하고 슬릿의 간격과 폭을 변화시키면서 회절과 간섭무늬의 변화를 관찰하여 빛의 파동성을 더욱 깊이 이해한다.

2. 실험 이론
2.1. 단일 슬릿에 의한 회절
평행파를 작은 틈이 있는 물체로 차단하면 틈의 안쪽 부분을 통과하는 파는 평행파로 통과하고 가장자리를 따라 많은 점광원이 있는 것으로 취급하여 회절현상을 설명할 수 있다. 긴 실틈이라면 폭이 좁은 쪽으로는 점파원에 의한 구면파의 성질이 크고 폭이 넓은 쪽으로는 평행파의 성질이 강하여 거의 회절 되지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 틈의 폭이 좁으면 좁을수록 회절현상을 뚜렷이 볼 수 있다. 긴 슬릿에 의한 회절현상은 작은 점광원들이 슬릿을 따라 나란히 배열되어 있고 이들에 의해 만들어진 구면파들이 중첩한 결과로 설명한다(호이겐스의 원리).
파장이 인 간섭성 평행광이 폭이 (50㎛ 이하)인 슬릿을 통과한 후 각 로 회절하여 L(50㎝ 이상)만큼 떨어진 스크린상의 한 점 P에 도달했다고 보자. 스크린이 슬릿에서 슬릿의 폭에 비해 충분히 멀리 떨어져 있으면 슬릿 상에 있는 많은 점광원에서 P점에 도달하는 광선들이 평행하다고 취급할 수 있다. 이왿� 같이 슬릿에 들어오는 광이 평행광이고 회절되어 나가는 광선들이 평행인 회절을 프라운호퍼(Fraunhofer) 회절이라 한다. 광원과 스크린이 슬릿에 가까이 있어 들어오는 광이 구면파이고 회절 되어 나가는 광선들도 평행이 아닌 일반적인 회절을 프레스넬(Fresnel) 회절이라고 한다. 프라운호퍼 회절은 프레스넬 회절의 극한적인 경우에 해당되며 수학적으로 취급하는데 용이한 점이 있어 앞으로는 프라운호퍼 회절만을 취급하기로 한다.
슬릿의 맨 위를 출발한 광과 슬릿의 맨 아래를 통과하는 광 사이의 경로 차 는 다음과 같다.