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회절격자 분광기를 이용한 빛의 파장 측정 실험 보고서
가시광선은 300-700nm의 파장을 갖고 있는데, 그 파장에 따라 우리는 색깔이 다른 것으로 받아들인다. 태양광이나 백열전구의 등은 여러 종류의 파장의 빛이 연속적으로 섞여 백색광인 경우가 있는 반면 레이저나 네온등처럼 몇 개의 불연속적인 파장이 섞여 단일 파장(단일색)의 경우도 있는데, 굴절률은 빛의 파장에 따라 다르다. 굴절된 빛은 색깔 별로 분리되지만 빛의 파장을 분석하기 쉽지 않기 때문에 간단하게 빛의 파장을 구하기 위해서 회절격자를 이용하는데 이는 빛의 간섭현상을 이용한 것임을 알 수 있다.
I. Introduction and Motivation(서론)
회절격자 분광계를 이용하여 광원에서 나오는 빛의 휘선스펙트럼을 관측하고 각 휘선의 파장을 측정한다.
II. Fundamental Theory(배경이론)
회절격자는 등간격으로 이루어진 많은 수의 슬릿이다. 회절격자에 입사한 빛은 파장별로 회절되는 각도가 다르므로 회절격자를 이용하여 빛의 스펙트럼을 관측하고 파장을 측정할 수 있다. 회절격자에는 빛의 격자를 투과하면서 회절되는 투과형, 반사되면서 회절되는 반사형의 두 종류가 있다. 투과형 격자는 유리와 같이 투명하고 잘 연마된 판에 수많은 선을 그어 만든 것으로 선이 없는 부분이 슬릿으로 작용한다. 반사형 격자는 잘 연마된 금속 표면에 선을 그은 것으로 역시 선이 없는 부분에서 반사된 빛이 회절 및 간섭을 일으킨다.
선의 수는 1mm에 100~3000개이며 단위 길이당 선의 수가 많을수록 회절되는 각도가 크다. 이 실험에서는 투과형 회절격자를 사용하므로 그에 대해 기술한다.
[그림 ] 회절격자
[그림 1]과 같이 회절격자에 수직이로 단색의 평행광선이 입사되면 호이겐스의 원리에 의해 각각의 열린 부분이 새로운 2차 광원이 되어 모든 방향으로 빛이 진행하게 된다. 그런데 각 광원에서 나온 빛은 서로 간섭하므로 보강간섭이 일어나는 특정한 방향에서만 밝은 빛을 관측 할 …(생략)
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