[일반물��학] 뉴턴링 실험 예비 보고서 - (최신 A+ 레포트)

01. 실험의 목적
단색광에 의하여 뉴턴의 원무늬를 만들고 단색광의 파장을 측정한다. 주어진 곡률반경의 값을 사용하여 회절무늬로부터 미지의 파장을 측정한다.

02. 관련 이론
위 그림과 같이 평면 유리판에 곡률반경(R)이 큰 볼록렌즈를 올려놓으면 렌즈의 곡면과 유 리면 사이에 얇은 공기층이 생긴다. 여기에 파장이 λ인 단색광을 입사하면 렌즈 구면에서 반 사한 빛과 유리판 표면에서 반사한 빛이 간섭을 일으켜 위에서 보면 둥근 간섭무늬가 나타난 다. 위 그림과 같이 n차의 어두운 링의 반경 r과 공기층의 두께 d 및 평면-볼록 렌즈의 곡 률반경(R) 사이에는 다음의 관계가 있다.
약간 볼록한 렌즈의 경우에 d≪R이기 때문에 d²항은 무시되며, 따라서 어두운 링의 경우는 다음과 같이 표현할 수 있다.

2.1 분석 1
공기층이 얇기 때문에 위에서 입사된 빛과 렌즈의 구면이나 평면 유리판의 표면에서 반사된 빛은 나란히 진행할 것이다. 그러나 평면 유리판에서 반사되는 빛은 밀도가 작은 매질에서 큰 매질로의 반사이므로 위상이 π만큼 바뀌며 광로차는 λ/2만큼 길어진다. 따라서 공기층을 통과하여 평면 유리판에서 반사된 빛 사이의 광로차는 2d+λ/2가 된다. 따라서 m번째의 어 두운 원무늬의 반경 r(m)과 빛의 파장과의 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다. 위 식에서 어두운 원무늬의 반경 r(m)과 무늬의 차수 m을 측정하면 곡률반경(R)을 구할 수 있다.

2.2 분석 2
같은 진동수왿� 위상을 가진 두 광선의 경로가 각기 다른 경로를 지나 중첩되면서 간섭 현상 이 일어난다.
뉴턴 링은 평면 유리왿� 약간 볼록한 렌즈의 층 사이의 경로 차에서 생기는 것 으로, 첫 번째 그림과 같이 경로1의 광선이 렌즈의 아래 면에서 반사되고, 이 광선이 경로2 를 따라 평면유리의 위 면에서 반사된 광선과 간섭을 일으킨다.