[공학]마이켈슨간섭계 결과
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- 목차
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1. 실험목적
2.장치 기구
3.이론
< 마이켈슨 간섭계의 원리 >
< 레이저에 의한 간섭 무늬 >
4. 실험방법
- 본문내용
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현재로는 에테르가 존재할 이유가 없어졌고, 때문에 원래의 마이켈슨-몰리 실험은 그 자체로는 별로 가치가 없다. 그러나 그 실험장치를 마이켈슨 간섭계라하여 거리를 빛의 파장 정도의 정밀도로 측정한다든지, 또는 물질 속에서의 빛의 속도변화를 관측하여 물질의 굴절율을 측정하거나, 그로부터 여러 가지 다른 물리량들을 정확하게 측정하는데 두루 쓰이고 있다. (실제 마이켈슨은 이 간섭계를 이용하여 표준 1m가 카드늄을 포함하는 광원에서 방출되는 단일 적색광의 1,553,163.5 파장과 같음을 보였고 이 업적으로 1907년 노벨 물리학상을 받았다. 또한 meter 원기와의 비교에 의한 길이의 측정표준도 1961년 빛의 파장과 비교하는 그러한 방법으로 바뀌게 되었다)
< 마이켈슨 간섭계의 원리 >
마이켈슨 간섭계는 한 점광원을 반은(銀)도금된 거울을 통하여 둘로 나누어 위치 차이가 나게 하여 다시 만나게 하는 구조로 되어 있다. 이렇게 하는 이유는 이것이 서로 간섭성이 있는 두 빛을 만들어 내는 간단한 방법의 하나이기 때문이다. 학생들은 고등학교에서의 물결통 실험을 기억할 것이다. 그 실험에서 원형으로 퍼져나가는 물결파는 모터에 의하여 같이 진동하는 막대기에 의하여 만들어지므로 완벽하게 결이 맞아있고 그래서 간섭현상을 관측할 수 있었다. 그러나 만일에 두 물결파가 서로 관계없이 회전하는 두개의 모터에 의하여 발생되는 것이라면 간섭현상이 일어나지 않았을 것이다. 빛의 경우 서로 다른 광원에서 나오는 빛은 전혀 결이 맞아있지 않기 때문에 이 경우처럼 간섭현상이 역시 일어나지 않는다.
나트륨등처럼 공간간섭성이 없는 빛이 넓은 면을 통하여 방출되는 것을 광원으로 사용한다면 거울 1과 2를 거의 같은 거리로 하여 두개가 수직에서 미세한 각을 벗어나게 해둔다. 그리고 반은거울을 통하여 들여다 보면(그림 1 에서는 아래 부분에서 위로 향하여) 거울 두 개에 의한 광원의 두 상이 거의 겹쳐 보인다. 그러나 광원의 두 상은 원래 같은 지점에서 나온 것이기 때문에 간섭성이 있어서, 그 거리차이가 파장의 정수배가 되면 밝게 보이고 파장의 1/2, 3/2, 5/2등의 차이가 되면 어둡게 보인다. 표면의 각 지점의 거리 차이가 각각 다르기 때문에 밝고 어두운 것들이 얼룩이 져서 간섭무늬가 나타나는 것이다. 광원의 표면과 각 거울들이 평평하다면 그 무늬는 보통 띠의 형태를 하게 된다. 거울 1이나 2중 하나를 앞으로 이동시키면 그 거울에 의한 광원의 허상이 이동하여 띠 무늬는 한쪽으로 흐를 것이다. 만일에 한 광로에서 빛의 속도가 늦어진다면 역시 무늬는 이동을 하는데 마이켈슨은 이 원리를 이용하여 에테르의 존재를 규명하고자 시도 하였다.
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