대학물리/일반물리 - [광학]11 [광학] Hecht 9단원 <간섭> : 영의 이중슬릿 실험 & 프레넬 거울 영의 이중슬릿 실험 영의 이중슬릿 실험은 대략적인 내용이 이러합니다. 그림을 보시면 S라는 광원이 평면파 형태로 단일슬릿에 부딪힙니다. 그러면 작은 틈 사이로 회절이 일어나게 됩니다. 회절된 전파가 다음의 이중슬릿을 만나면 S1,S2라는 새로운 광원이 되어 회절됩니다. 즉, S1과 S2가 구면파 형태로 퍼져나갈 때, 서로 간섭하게 될 경우 상쇄인지 보강인지 스크린에 표시되는 것을 보여주는 실험입니다. 영의 실험을 통해 얻어진 공식을 한번 보겠습니다. 이 때의 조건은 이중슬릿과 스크린 사이의 거리가 광원 S1과 S2 사이의 폭보다 많이 클 때입니다. 폭의 길이를 d라고 하겠습니다. 그러면 i >> d 라고 보시면 되겠죠? 또, 두번째 조건이 있습니다. 광원 S1,S2 사이의 폭의 중심으로부터 P점까지 잇는.. 2020. 6. 2. [광학] Hecht 9단원 <간섭> : 간섭항과 복사조도 기본적으로 전기장은 진폭으로 표현합니다. 자기장이 가지는 역할은 크게 없어요. kr부분은 공간에 대한 표시고, wt는 시간에 대한 표시죠. 코사인파든, 사인파든 표현은 자유입니다. 어쨌든 헥츠 책에는 저렇게 정의되어있으니 책을 따라 적겠습니다. 그러면 간섭의 정의를 살펴봅시다. 간섭이라는 것은 두개의 Source로 부터 나온 전기장 진폭이 만나서 상쇄가 되든, 보강이 되든 하는 것을 말합니다. 즉, 거리가 가까워 서로 영향을 준다는 것이죠. 그러면 우리가 이렇게 표현할 수 있습니다. 입실론1과 입실론2는 위상차를 의미합니다. 이 뜻은 두 전기장진폭이 같은 위치에서 나온 Source가 아닐수도 있음을 고려한 것입니다. 우리가 전기장진폭을 세웠으면 이것의 제곱이 곧, 빛의 세기 (복사조도)와 비례한다는 것을.. 2020. 6. 2. [광학] 하늘은 왜 파랄까? (Feat. 레일리 산란 Rayleigh Scattering) 빛은 알다시피 매질을 통해 전파됩니다. 태양으로부터 뿜어져 나온 전자기파가 이제 지구로 들어오게 되면요, 입사된 전자기파들은 지구의 열권,중간권,성층권쪽에서 존재하는 공기 산란자(Scatter)들에 의해 산란이 되게됩니다. 우리는 이 과정에서 보라색 영역과 파란색 영역대의 가시광선이 산란되기 때문에 위 사진과 같은 하늘색을 보게됩니다. 그러면 이제 이것을 좀 더 자세히 알아봅시다. 공기 중에서는 질소와 산소가 거의 주를 이룹니다. 이들이 가지고 있는 공명진동수는 가시광선이 아닌 UV,IR영역에서 존재하기 때문에 가시광선 영역에서는 '흡수'가 아닌 산란이 일어나게 됩니다. 전자기파가 이제 질소와 산소입자와 만나 이들 주위를 돌고있는 '전자구름'을 오실레이션 시키게 됩니다. 그러면 오실레이션됨으로써, dip.. 2020. 5. 11. [광학] 1차원 파동함수 (1D Wave Function) / 편미분 방정식 (PDF) ▶ 빛은 어떤 '물질'인가? - 빛을 물질이라고 표현하기에는 다소 어색함이 들겁니다. 그러나, 빛을 딱 무엇이다! 라고 정의하기에는 사실상 이것도 맞는거같고.. 저것도 맞는거 같고.. 해요! 빛은 파동성과 입자성 둘다 띠고 있다는 것은 우리가 화학시간이나 맥스웰방정식 배울 때 많이 했을겁니다. 빛의 파동성을 설명하는 예로는 회절과 간섭현상이 있을거구요. 입자성의 경우는 Localization과 momentum이 있겠습니다. ▶ 1차원 파동 - 파동을 1차원으로 놓는다는 것은 간단합니다. 우리가 움직이는 물체를 피사체로 두고 사진을 찍었다고 생각합시다. 그러면 사진 속의 물체는 항상 그 자리에 고정되어있는 상태입니다. 그렇죠? 파동함수 역시 마찬가지입니다. Ψ(x,t)로 표현하곤 하는데, 여기서 t를 0으.. 2020. 3. 30. [광학] 거울 & 렌즈 작도법 쉽고 완벽히 설명 <반드시 구독하세요> 1번. 오목거울인 경우 a) 물체에서 똑바로 거울을 향해 가는 입사광선을 그립니다. 그 후, 그 입사광선은 거울을 만나면 반사광선이 되고, 이 반사광선은 초점을 '무조건' 지나가게 그려야 합니다. b) 물체에서 거울 중심을 향해 가는 입사광선을 그립니다. 이는 지표면을 '법선벡터'로 잡고 반사의 법칙을 적용하여 입사각과 반사각을 동일하게 하여 반사광선을 그립니다. c) 만약 초점거리 안쪽으로 물체가 존재할 때, 상을 그리라고 한다면 이렇게 하면 됩니다. - 먼저 위에서 하던대로 a,b번의 절차대로 진행합니다. - 그 후, 거울에서 반사된 광선의 발끝을 시작으로 연장선을 그어줍니다. 그러면 거울 안쪽에 새로운 교차점이 생깁니다. 그게 상이 맺히는 구간입니다. 이를 '허상' 이라고 합니다. a와 b를 시행했.. 2019. 12. 15. [광학] 이중슬릿에서의 보강 간섭과 상쇄 간섭 광학에서 나름 어려운 파트에 속합니다. 간섭과 회절 파트인데요. 일단 보강 간섭과 상쇄 간섭을 본 뒤 천천히 회절을 봅시다. 먼저 보강간섭의 정의는, 위상차가 같은 사인파, 코사인파 같은 그래프가 서로 다가와 만나게 될 시 더 큰 진폭을 얻는다는 말입니다. 이를 이해하기 위해서 먼저 고정단 반사 & 자유단 반사 그리고 위상차에 대해서 알아보도록 합시다. 1) 고정단 반사 : 얇은 실로 된 줄과 두꺼운 철사 줄이 같이 직렬로 묶여 있다고 생각합시다. 이 때, 얇은 실로 된 줄에서 파동이 일어났습니다. 이는 두꺼운 철사 줄 쪽으로 진행하는데 두꺼운 철사 줄에 의해 '튕겨져' 되돌아 옵니다. 이 때의 위상차는 변함이 없습니다. 이게 고정단 반사의 특징입니다. 2) 자유단 반사 : 반대로 두꺼운 철사 줄에서 얇.. 2019. 11. 23. 이전 1 2 다음
