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[자연과학] 물리실험 - 빛의 반사와 굴절

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작성일18-09-28 10:06

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[자연과학] 물리실험 - 빛의 반사와 굴절

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[자연과학] 물리실험 - 빛의 반사와 굴절




설명

實驗(실험)방법

1. 實驗(실험)장비를 셋팅하고 하나의 빛살이 나오도록 광원 앞의 바퀴를 돌려 조절한다.
2. 평면거울을 빛판 위에 두고 COMPONENT 선에 일치시키고 빛이 수직이 되도록 한다.
3. 빛판을 20도, 40도, 60도, 80도 일 때의 반사각과 입사각을 읽은후 기록한다.
4. 아크릴로 된 오목거울을 빛판 위에 놓고 3번과정을 해준다.
5. 아크릴로 된 볼록거울을 빛판 위에 놓고 3번과정을 해준다.
6. 빛판 위에 원통형 렌즈를 두고 빛살의 위치를 수직으로 잘 맞추어주고 렌즈는 볼록한 부분이 뒤에 가도록 놔준다.
7. 10도씩 늘려가며 10번을 굴절각을 읽어준다.
8. 렌즈를 거꾸로 두고 7번처럼 實驗(실험)한다.(전반사가 일어날 때까지 - 약 45도)
9. 표에 결과를 기입하고 오차와 아크릴의 굴절률과 實驗(실험)값을 비교하여준다.
10. 實驗(실험)장비를 요약한다.

observation 및 결과
입사각
반사각
20
20
40
40
60
60
80
80

입사각
반사각...

實驗(실험)방법

1. 實驗(실험)장비를 셋팅하고 하나의 빛살이 나오도록 광원 앞의 바퀴를 돌려 조절한다.
2. 평면거울을 빛판 위에 두고 COMPONENT 선에 일치시키고 빛이 수직이 되도록 한다.
3. 빛판을 20도, 40도, 60도, 80도 일 때의 반사각과 입사각을 읽은후 기록한다.
4. 아크릴로 된 오목거울을 빛판 위에 놓고 3번과정을 해준다.
5. 아크릴로 된 볼록거울을 빛판 위에 놓고 3번과정을 해준다.
6. 빛판 위에 원통형 렌즈를 두고 빛살의 위치를 수직으로 잘 맞추어주고 렌즈는 볼록한 부분이 뒤에 가도록 놔준다.
7. 10도씩 늘려가며 10번을 굴절각을 읽어준다.
8. 렌즈를 거꾸로 두고 7번처럼 實驗(실험)한다.(전반사가 일어날 때까지 - 약 45도)
9. 표에 결과를 기입하고 오차와 아크릴의 굴절률과 實驗(실험)값을 비교하여준다.
10. 實驗(실험)장비를 요약한다.

observation 및 결과
입사각
반사각
20
20
40
40
60
60
80
80

입사각
반사각
20
20
40
40
60
58
80
82

입사각
반사각
20
20
40
42
60
60
80
75
實驗(실험) 1. 빛의 반사 實驗(실험)

`평면 거울의 반사` `오목 거울의 반사` `볼록 거울의 반사`

實驗(실험) 2. 빛의 굴절 實驗(실험)

스넬의법칙( 굴절의법칙 ) =
을 이용하여 아크릴의 굴절률(theory(이론)값)과 비교해본다.

아크릴의 굴절률 (theory(이론)값) = 1.49
= 소→밀 `= 밀→소
입사각(1)
굴절각(2)
입사각
(`-2)
굴절각
(`-1)
實驗(실험)값()
實驗(실험)값(`)
오차율
(/`)
10
8
20
30
1.25
1.47
16/1(%)
20
14
30
47
1.43
1.47
4/1(%)
30
20
40
70
1.47
1.47
1(%)
40
26
45

1.47
1%
50
31
전반사
1.49
0%
60
36
1.47
1%
7…(생략) 0
40
1.47
1%
80
43
1.45
2%
90
90
1.00
53%

`입사각과 굴절각`

분석 및 토의

[질문1] 實驗(실험) 1의 결과, 빛의 반사 법칙은 성립하는가

반사의 법칙 : 입사각=반사각
實驗(실험)의 결과가 완벽하게 일치하는 것은 아니지만 육안으로 확인했을 때 반사의 법칙이 성립한다는 것은 알 수 있으며, 수치상으로도 큰 차이가 나지 않아 성립 하는 것으로 볼 수 있따

[질문3] 빛의 굴절에 있어서 가역성이 성립하는가

빛은 가역성이 성립한다. 굴절實驗(실험)의 결과와 빛의 경로를 보면 가역성이 성립하 는 것을 알 수 있따

conclusion(결론) 및 토의

이번 實驗(실험)은 특별하게 어려운 것도 없었고 간단하여 빨리 끝났다. 하지만 實驗(실험)이 끝나고 난 뒤 보니 반사의법칙을 확인 하는 데에는 무리가 없었고, 굴절률을 비교하는 부분 역시 오차가 작아서 만족스러웠다. 아크릴거울의 경우 굴절률 實驗(실험)에서 전반사(약 45도를 넘어서면 굴절각이 더 이상 움직이지 않고 고정된다.)를 확인할 수 있었다. 반사의법칙은 전체적으로는 잘 확인되었고 볼록거울과 평면거울의 경우 완벽하게 theory(이론)이 성립함을 보여주었으나 오목거울의 경우는 오차가 크지는 않았으나 분명히 있는 모습을 보여 흥미로웠다. 굴절률의 경우에도 오차는 처음과 끝부분을 빼면 아주 근소한 편이었는데 소밀한 곳에서 밀한 곳으로 가는 첫 번째 實驗(실험)에서의 오차가 조금 더 큰 것을 알 수 있었다(1%였지만 처음과 끝이 컸다). 그러나 밀한 곳에서 소밀한 곳으로 가는 두 번째 實驗(실험)은 1.47의 굴절률로 1%의 오차밖에 나오지 않아 두 實驗(실험)은 서로 약간의 차이점을 보여 주었다. 굴절률의 첫 번째 實驗(실험)은 그래프에서도 알 수 있듯이 처음과 끝의 오차가 있는 편인데 아쉽게도 그 이유에 관련되어는 알아내지 못했다.
이 實驗(실험)에서 오차의 Cause 으로는 첫 번째로, 빛이 하나로 모여 나가야하는데 빛 판을 제대로 돌려주지 못하면 實驗(실험)에 있어서 중요한 빛으로 인해 實驗(실험)의결과가 부

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