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광학실험 - 마이켈슨 간섭계2025.01.241. 마이켈슨 간섭계 마이켈슨 간섭계는 에테르의 존재를 증명하기 위해 시행되었지만 그 존재를 밝혀내지 못한 실험이다. 한 광원에서 나온 빛을 둘로 가른 후, 그 두 광선이 다시 한 곳에서 만나면 간섭 현상이 생긴다. 가장 간단한 예시가 이중 슬릿 간섭이며, 두 광선을 나란하게 만들어 겹치는 간섭계에는 Mach-Zehnder 간섭계와 마이켈슨 간섭계가 있다. 간섭계를 구성한 뒤, M1에서 반사한 뒤 도달한 광선과 M2에서 반사한 뒤 도달하는 광선이 스크린에서 서로 만나도록 해야 한다. 이상적으로 정렬된 경우 스크린에 하나의 광점만이 ...2025.01.24
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빛의 간섭2025.01.101. 스넬의 법칙 스넬의 법칙은 빛의 파동이론을 처음으로 제안한 네덜란드 물리학자 Christian Huygens에 의해 발견되었다. Huygens의 제안은 후에 Maxwell의 전자기파 이론만큼 포괄적이지는 않지만, 수학적으로 단순하기 때문에 많이 이용된다. Huygens 이론의 장점은 반사법칙과 굴절법칙을 파동으로 설명할 수 있고, 굴절률에 물리적 의미를 부여할 수 있으며, 파동의 현재 위치를 알면 기하학적 원리에 의해 일정한 시간 후에 파동의 위치 및 각종 물리량을 알 수 있다는 것이다. 2. 파장과 굴절률 빛이 한 매질에서 ...2025.01.10
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빛의 간섭에 대해서2025.01.091. 스넬의 법칙 스넬의 법칙은 빛의 반사와 굴절을 설명하는 기본 원리이다. 빛이 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 속력이 변하게 되는데, 이때 입사각과 굴절각의 관계를 나타내는 것이 스넬의 법칙이다. 이를 통해 굴절률의 물리적 의미를 이해할 수 있으며, 파동의 현재 위치를 알면 미래의 위치와 물리량을 예측할 수 있다는 장점이 있다. 2. 파장과 굴절률 빛이 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 속력이 변하게 되는데, 이에 따라 파장도 변하게 된다. 매질 내에서의 빛의 파장은 진공에서의 파장과 반비례 관계에 있으며, 진동수는 매질에...2025.01.09
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빛의 간섭과 회절2025.01.061. 위상차 굴절률이 서로 다른 매질을 파동이 통과하면 두 파동 사이의 위상차가 달라진다. 이때 나타나는 위상차는 간섭의 주요 원인이 된다. 빛이 굴절률이 다른 두 매질을 통과할 때 두 매질 안에서 파장이 다르므로 두 파동의 위상은 일치하지 않는다. 밝은 무늬(극대점)의 경우 경로차가 0이거나 파장의 정수배 값을 갖고, 어두운 무늬(극소점)의 경우 경로차가 반 파장의 홀수배 값을 갖는다. 2. 빛의 회절과 영의 간섭실험 회절이란 파동이 장애물의 틈을 통과할 때, 파동이 퍼지며 진행하는 현상을 말한다. Young의 이중슬릿 간섭실험에...2025.01.06
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마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)를 이용한 매질 두께 측정2025.04.251. 마하젠더 간섭계 마하젠더 간섭계는 2개의 거울과 2개의 광 분할기로 구성된 간섭계로, 매질의 두께, 굴절률 변화 등을 관찰할 수 있다. 실험에서는 광학 테이블에 레이저, 광 분할기, 거울을 설치하고 렌즈를 사용하여 빛을 확대시켜 간섭무늬를 만들었다. 측정하고자 하는 매질(BK7)을 렌즈 마운트에 고정하고 로테이션 스테이지를 이용해 거울의 각도를 변화시키며 간섭무늬 개수를 관찰하였다. 2. 간섭무늬 관찰 실험에서는 거울의 회전 각도에 따른 간섭무늬 변화를 관찰하였다. 로테이션 스테이지를 ±10°까지 천천히 돌리면서 간섭무늬 개수...2025.04.25
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광전자공학실험2 변위 측정 간섭계2025.04.251. 변위 측정 간섭계 변위 측정 간섭계를 설명하기 위해서는 변위와 거리의 차이점을 이해해야 한다. 거리는 물체 간의 길이를 의미하지만, 변위는 물체의 위치 변화량을 의미한다. 변위 측정 간섭계에는 호모다인 간섭계와 헤테로다인 간섭계가 있다. 호모다인 간섭계는 단일 주파수 광원을 사용하며, 간섭 신호 획득 시 광강도에 의존하므로 배경광에 민감하다. 반면 헤테로다인 간섭계는 주파수가 다른 두 광원을 사용하여 맥놀이 신호를 분석함으로써 외부 환경에 덜 민감하고 방향성 판별이 가능하다. 2. 호모다인 간섭계 호모다인 간섭계는 마이켈슨 간...2025.04.25