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기하광학 실험 결과 보고서2025.01.221. 굴절 법칙(스넬의 법칙) 굴절 법칙, 즉 스넬의 법칙은 파동이 한 매질에서 다른 종류의 매질로 진행할 때, 입사각과 굴절각의 사인 값의 비가 항상 일정한 법칙을 뜻한다. 이 법칙은 실험을 통해 확인할 수 있었다. 2. 전반사 밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행할 때, 특정 임계각보다 큰 입사각으로 입사한 빛이 굴절하지 않고 완벽히 반사되는 현상인 전반사를 관찰할 수 있었다. 3. 렌즈 공식 렌즈의 초점거리, 굴절률, 곡률 반지름 등의 관계를 나타내는 렌즈 공식을 이해하고, 실험을 통해 볼록렌즈와 오목렌즈의 초점거리를 측정할 ...2025.01.22
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[기하광학 실험 A+] 빛의 간섭과 뉴턴 링 실험2025.01.191. 파동의 간섭과 회절 파동이 가지는 특별한 성질인 간섭과 회절 현상에 대해 설명하였다. 두 개 이상의 동일한 파장을 가진 파동이 만날 때 위상에 따라 진폭이 달라지는 간섭 현상과, 파동이 장애물이나 좁은 틈을 통과할 때 뒤편까지 전파되는 회절 현상에 대해 설명하였다. 2. 영의 이중 슬릿 실험 1801년 토마스 영이 수행한 이중 슬릿 실험을 통해 빛의 간섭성과 파동성을 확인하였다. 단색광을 단일 슬릿과 이중 슬릿에 차례로 입사시켜 스크린에 나타나는 간섭무늬를 관찰하였고, 이를 통해 빛의 성질을 확인할 수 있다고 설명하였다. 3....2025.01.19
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렌즈의 초점거리 측정 실험2025.01.191. 초점과 초점거리 초점은 광축에 평행한 빛이 입사되었을 때 렌즈를 통과한 빛이 광축과 만나는 점이며, 렌즈의 중심점과 초점까지의 거리가 초점거리이다. 물체가 초점거리에 위치한 경우 빛이 발산하고, 초점거리 밖에 위치한 경우 빛이 정립 실상을 만든다. 2. 볼록렌즈와 오목렌즈 볼록렌즈는 렌즈 중심부의 두께가 가장자리보다 두꺼운 렌즈로, 물체의 위치에 따라 정립 허상이나 도립 실상을 만든다. 오목렌즈는 렌즈 중심부가 가장자리보다 얇은 렌즈로, 일반적으로 빛을 퍼트려 물체에 대해 허상을 가진다. 3. 렌즈의 근축광선 결상식 렌즈의 근...2025.01.19
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[기하광학 실험 A+] 태양전지 효율 및 회절실험2025.01.191. 태양전지 기초 이론 태양전지의 동작 원리를 이해하고 실리콘 태양전지에서 전류-전압 관계를 측정하여 태양전지의 효율을 도출한다. 태양전지는 기본적으로 넓은 면적의 다이오드이기 때문에 태양전지의 IV 곡선은 다이오드 IV 곡선의 변형이다. 2. 단락 전류 및 개방 전압 측정 일사량이 50 mW/cm2가 되도록 하고 개방전압을 측정한 후 단락전류를 측정한다. 3. Constant voltage 측정 전압을 0.01V씩 감소시켜가며 대응되는 전류값을 측정하여 전압-전류 곡선을 얻는다. 4. Constant current 측정 전압을 ...2025.01.19
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[기하광학 실험 A+] 박막 굴절률 측정 및 반사방지막 설계 실험2025.01.191. Fresnel 방정식 Fresnel 방정식은 물질의 굴절률이 빛의 반사율에 미치는 영향을 설명하는 수학적 모델입니다. 이 방정식은 편광 모드, 입사각, 물질의 굴절률 등을 고려하여 반사율과 투과율을 계산할 수 있습니다. 2. 반사방지막 설계 반사방지막은 물질의 굴절률 차이로 인한 반사를 최소화하기 위해 설계됩니다. 실험에서는 450nm, 550nm, 650nm의 세 가지 파장에 대해 반사방지막을 설계하고 Fresnel 방정식을 이용하여 반사율을 계산합니다. 3. 박막 굴절률 측정 실험에서는 spectrophotometer를 사...2025.01.19
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기하광학실험 메뉴얼2025.04.261. 렌즈의 원리 볼록렌즈와 오목렌즈의 특성을 설명하고 있습니다. 볼록렌즈는 평행광이 한 점에 초점을 맺게 하며, 오목렌즈는 평행광이 퍼져나가게 합니다. 볼록렌즈는 돋보기, 안경, 현미경, 망원경 등에 사용되고, 오목렌즈는 근시용 안경, 망원경 등에 사용됩니다. 2. 원시와 근시 원시는 물체의 상이 망막 뒤에 맺히는 경우이고, 근시는 물체의 상이 망막 앞에 맺히는 경우입니다. 원시는 볼록렌즈 안경으로, 근시는 오목렌즈 안경으로 교정할 수 있습니다. 3. 굴절망원경 굴절망원경은 렌즈를 이용해 빛을 모아 상을 만드는 망원경입니다. 갈릴...2025.04.26
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물리실험2 기하 광학 예비레포트2025.05.041. 굴절의 법칙(스넬의 법칙) 두 매질의 굴절률이 다르면 빛이 휘게 되는데, 이를 스넬의 법칙으로 설명할 수 있다. 입사각과 굴절각의 관계를 나타내는 식은 n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)이다. 2. 전반사 빛이 굴절률이 큰 매질에서 굴절률이 작은 매질로 진행할 때, 입사각이 임계각보다 크면 빛이 전부 반사되는 현상을 전반사라고 한다. 이때의 입사각을 임계각이라고 한다. 3. 렌즈 공식 렌즈의 초점거리와 물체거리, 상거리의 관계를 나타내는 식으로, 1/f = 1/u + 1/v 이다. 여기서 f는 초점거리, u는 물체거리,...2025.05.04
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물리실험2 기하 광학 결과레포트2025.05.041. 기하 광학 이번 실험은 렌즈를 통해서 레이저의 경로를 관찰하는 기하 광학 실험이었다. 빛(레이저)의 굴절과 반사를 직접 관찰하고, 렌즈 공식을 사용하여서 초점거리를 구하였다. 실험을 진행하면서 이론도 공부하고 의문점을 해결하는 과정이 재미있었다. 2. 레이저 광선 실험 1번에서는 일반 레이저와 레이저 광선 상자에서 나오는 레이저의 차이점을 알아보았다. 일반 레이저는 경로가 보이지 않는 반면에 레이저 광선 상자에서 나오는 레이저는 경로가 뚜렷하게 보였다. 그 이유는 출력에서 찾을 수 있었다. 일반 레이저는 작은 건전지를 통해서 ...2025.05.04
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[기하광학 실험 A+] 반사와 굴절 실험2025.01.191. 기하광학의 기본법칙 기하광학에서 전제되는 3가지 기본법칙이 있다. 1) 입사파, 반사파, 투과파의 파동벡터는 모두 같은 평면에 있으며, 이 평면을 입사면이라 한다. 2) 반사법칙: 입사각과 반사각은 같다. 2. 반사율 및 투과율 측정 (공기 → 유리) 1. 레이저, 편광자, 극좌표판, 반구형 렌즈(유리), 광검출기를 배치한다. 2. 공기에서 렌즈로 빛이 입사하도록 반구형 렌즈를 배치한다. 3. 편광자의 축을 조절하여 s편광의 빛이 렌즈로 입사되도록 한다. 4. 광검출기와 멀티미터로 편광자를 통과한 레이저 광의 세기를 측정한다....2025.01.19
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MTF 실험2025.01.191. Optical Transfer Function (OTF) OTF는 카메라, 현미경, 눈과 같은 광학계의 주파수에 따른 특성 변화를 나타내는 지표이다. OTF는 렌즈의 성능 지표 중 하나이며, 위상 효과를 포함한다. 2. Modulation Transfer Function (MTF) MTF는 OTF에서 위상 효과를 제거한 것으로, 많은 경우 OTF와 일치한다. MTF는 물체와 이미지의 대비 변화를 나타내며, 공간 주파수가 증가할수록 감소한다. 3. Line Spread Function (LSF) and Edge Spread Fu...2025.01.19
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