| English | 의미 |
|---|---|
| diffraction grating/dɪˈfrækʃn ˈɡreɪtɪŋ/ | 회절 격자 |
두 개의 슬릿을 통해 빛을 보내면 줄무늬가 아니라 줄무늬 패턴이 생깁니다
- 빛을 두 개의 좁은 슬릿을 통해 보내면 스크린에 밝고 어두운 줄무늬가 나타납니다.
- 예상했던 대로 밝은 줄 두 개가 아닌 간섭 패턴입니다.
- 이는 영의 이중슬릿 실험이며, 빛이 파동임을 증명했습니다.
- 동일한 원리를 수천 개의 슬릿에 적용하면 회절 격자가 됩니다.
무늬가 형성되는 원리
- 빛은 각 슬릿에서 퍼져 나가고(회절), 두 쌍의 파동이 중첩되어 간섭합니다.
- 두 파동이 **위상 동시(in phase)**로 도착하면 합쳐져 밝은 무늬를 만듭니다.
- 두 파동이 **위상 반대(out of phase)**로 도착하면 상쇄되어 어두운 무늬를 만듭니다.
- 이 패턴은 간섭의 증강과 상쇄를 직접적으로 보여줍니다.
두 파동의 간섭
위상 차이를 변화시켜 두 파동이 밝게(동위상) 더하거나 어둡게(역위상) 상쇄되는 과정을 관찰하라.
이중슬릿 간섭 무늬는 빛이 다음 중 무엇임을 증명하는 증거이다:
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간섭은 파동 현상이므로, 이 무늬는 빛이 파동임을 증명한다.
밝은 무늬가 형성되는 조건
- 두 슬릿에서의 경로 차이가 파장의 정수배인 곳에서 밝은 무늬가 나타납니다.
- 이 조건은 $d\sin\theta = m\lambda$이며, $m = 0, 1, 2, \ldots$이다.
- 슬릿 간격이 작을수록(더 작은 $d$) 또는 파장이 길수록 무늬가 더 넓게 퍼집니다.
- 무늬 사이의 간격을 측정하면 빛의 파장을 계산할 수 있습니다.
두 슬릿에서의 경로 차이가 다음과 같을 때 밝은 무늬가 형성된다:
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밝은 무늬는 $d\sin\theta = m\lambda$ — 전체 파장의 정수배 — 을 필요로 한다.
슬릿 간격 $d$이 절반으로 줄면, 무늬 간격은:
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무늬 간격은 $1/d$에 비례하므로, $d$를 절반으로 줄이면 간격은 두 배가 된다.
두 슬릿에서 온 파동이 역위상으로 도착하여 상쇄될 때 어두운 무늬가 형성된다.
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역위상의 도착은 소멸 간섭을 일으키며, 이는 어두운 무늬이다.
회절 격자
- 회절 격자는 수천 개의 미세한 슬릿이 밀집해 있습니다.
- 빛을 매우 예리하고 밝은 점들로 분산시키는데, 이는 이중슬릿보다 훨씬 명확합니다.
- 또한 서로 다른 색상을 서로 다른 각도로 퍼뜨려 분광을 만듭니다.
- 격자는 분광기에 사용되어 별과 시료의 원소를 식별하는 데 쓰입니다.
수천 개의 미세한 슬릿을 가져 빛을 날카로운 점들로 분산시키는 기기는 회절 ____이다.
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회절격자는 매우 날카롭고 밝은 극대를 산출한다.
이중슬릿과 격자에 대한 모든 참인 진술을 선택하시오.
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밝은 무늬는 전체 파장 경로 차이이며, 간섭은 빛이 파동임을 증명하고, 격자는 스펙트럼을 만든다. 이 무늬는 간섭이며 독립적인 손전등이 아니다.
이중슬릿의 무늬는 슬릿이 작은 손전등처럼 작용해서가 아니라 간섭으로 인해 발생합니다. 이것이 바로 두 개의 밝은 막대가 아니라 줄무늬 패턴이 나타나는 이유입니다. 밝은 무늬는 파장의 정수배에 해당하는 경로 차이($d\sin\theta = m\lambda$)가 필요하며, 반파장 차이는 어두운 무늬를 만듭니다.
이중슬릿 설정에서 슬릿 간격이 절반으로 줄었습니다. 무늬 간격에는 어떤 변화가 일어나나요?
- 무늬 간격은 $1/d$에 비례하므로, $d$를 절반으로 줄이면 간격이 두 배가 됩니다.
- 밝은 줄무늬들이 스크린에서 더 멀리 떨어지게 배치됩니다.
영의 이중슬릿은 간섭을 통해 밝고 어두운 무늬를 만듭니다;bright places are where $d\sin\theta = m\lambda$ (path difference is a whole number of wavelengths). 슬릿 간격이 작거나 파장이 길면 무늬가 더 넓게 퍼집니다. 회절 격자(수천 개의 슬릿)는 예리한 점들을 만들고 빛을 분광합니다.