분야
docx1.1. 실험목적
1.2. 실험원리
2. 실험 방법 및 과정
3. 결과 및 분석
4. 정리
4.1 실험 중의 문제 및 한계
4.1 실험 중의 문제 및 한계
1.1. 실험목적
CD에 비춘 붉은 빛 레이저의 간섭 무늬를 통해서 CD에서 데이터를 저장하는 고랑의 크기, 즉, 두께(d)를 알아본다.
CD에는 정보를 저장하기 위해 염료가 발라져 있고, CD에 정보를 기록할 때, CD-ROM은 레이저를 이용하여 염료를 태운다. 이때 CD에는 전체적으로 원형의 미세한 고랑이 파지게 된다. 그래서 CD에 레이저 빛을 쏘면 고랑의 두 모서리에서 산란이 일어나게 된다. 다시 말해 평행하게 들어오던 레이저 빛이 모서리에서 새로운 파원을 형성하고, 새로운 파원은 구면파를 내보내게 되는 회절이 발생한다. 고랑의 모서리는 두 개이므로 두 모서리에서 발생한 각 각의 구면파는 서로 간섭을 일으키고, CD에 비추어진 레이저는 벽에서 밝고 어두운 빛이 반복되는 간섭무늬를 형성하게 된다.(반사만 한다면 간섭무늬는 관찰될 수 없다.
이 간섭무늬를 통해서 고랑의 두 모서리 간의 간격(d)을 계산해내는 것이 이번 실험의 기본적인 목적이다. 또한 CD규격상 1.6μm인 d값에 얼마나 근접한 값을 이끌어 낼 수 있으며, 발생하는 오차의 원인을 철저히 분석하는 것도 중요하다.
1.2. 실험원리
이 실험의 원리는 회절격자 Diffraction Grating의 일종이다.
빛이 슬릿을 통과할 때, 호이겐스의 원리에 의해 슬릿이 새로운 파원이 되어 원래의 빛이 직진하면 닿을 수 없었던 넓은 곳까지 회절이 일어나 닿을 수 있게 된다. 이 때 두 개의 슬릿에서 나온 동일한 빛이 보강•상쇄간섭을 하며 벽에 간섭무늬를 그리게 된다. 두 파동의 위상이 정확히 일치하는 경우에 보강간섭이 발생하고, 파동의 위상이 정확히 180도 차이가 날 때 상쇄간섭이 발생한다. 즉, 보강간섭은 두 파동이 이동한 거리의 차인 경로 차가 파장의 정수 배인 nλ일 때 발생하고, 상쇄간섭은 경로 차가 정수 배의 반(半)파장 차이가 나는 (2n-1) λ /2일 때 발생한다. 따라서 간섭무늬의 밝은 부분은 보강간섭이 일어나는 지점으로 경로 차가 0λ ,1λ ,2λ ,3λ ……순으로 양 옆으로 나타나게 된다.