[붿�산대 광학실험] 고체의 굴절률측정-프리즘법 A+

1. 실험 목적

프리즘의 최소편이각법(minimum deviation method)을 측정하여 유리의 굴절률을 측정하고, 빛의 파장에 따른 굴절률 변화를 관측한다.

2. 개념 및 이론

#광학껓과서(Hecht 4th edition) 굴절 : P127~140(4.4 굴절). P231~238(5.5 프리즘)
# 굴절 : 빛이 한 물질 속을 직진하다가 다른 물질과의 경계면에서 빛의 진로가 꺾이는 현상. 진공에 대한 굴절률을 절대 굴절률이라고 한다.
# Snell's Law : sini/sinr   =  일정
# 프리즘 : 광학적 평면을 2개 이상 가진 투명체로서 적어도 한 쌍의 면은 평행이 아닌 것

1) Snell's Law

빛의 굴절을 실험하면 입사각과 굴절각 사이의 법칙을 발견할 수 있다. 공기왿� 물의 경계에서 빛이 굴절할 때 입사각이 변해도 입사각(i)과 굴절각(r) 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.
sini/sinr   =  일정
즉, 입사각의 sine 값과 굴절각의 sine 값의 비는 일정하다. 이러한 관계를 빛의 굴절 법칙이라 한다. 빛의 굴절 법칙은 17세기 초에 Snell이 발견하였으므로 Snell의 법칙이라고도 한다.
공기 중에서 진행하던 빛이 물과 경계에서 굴절할 때 sini/sinr 의 값은 약 4/3이 된다. 이 값을 공기에 대한 물의 굴절률이라고 한다.
일반적으로 진공에 대한 물질의 굴절률은 공기에 대한 물질의 굴절률과 거의 같은 값이며 이 값을 n으로 표시한다.
굴절률은 진공과 물질 속에서 빛의 속력의 비왿� 같은 값이 된다. 즉, 진공 중에서 빛의 속력 c는 3.00×108m/s이고 물 속에서 빛의 속력 v는 2.23×108m/s 이므로 그 비는 약 4/3인데 이 값은 공기에 대한 물의 굴절률과 같다. 따라서 굴절의 법칙은 그 매질 속에서의 빛의 속력으로 나타내면 다음과 같다.
sini/sinr   = c/v =  n