[자연과학] 물리학 실험 - 빛의 반사와 굴절 법칙

♤ 실험 제목 : 빛의 반사와 굴절 법칙
♤ 실험 목적 : 광선을 추적하여 두 매질의 경계면에서 발생하는 반사와 굴절에 관계되는 기본 법칙들의 이해를 돕는다.
♤ 실험 이론 : 빛이 매질 (1)과 (2)를 분리하는 평면표면 AB에 도달하면 일부는 매질 (1)로 되돌아가고(반사), 나머지는 매질 (2)로 들어간다(굴절). 각 광선을 입사광선, 반사광선 및 굴절광선이라고 한다. 굴절은 파의 진행속도 차이 때문에 생기는데, 파동이 속도를 달리하는 매질 속으로 들어가면 진행방향이 변하게 된다. 이는 호이겐스 원리에 의해 파면에서 생성된 구면파가 매질 속에서 속도가 달라져서 구면파들이 만드는 포락선의 방향이 꺾이기 때문이다. 빛의 경우 기준속도 vo는 진공에서의 빛의 속도 c로서 매질의 굴절률은 1보다 큰 값을 가지고 있다.
아래 그림을 보자. 각 광선과 입사점에서 세운 수선과의 사이각을 각각 입사각(1, 반사각((1 및 굴절각 (2라고 하면 반사와 굴절에 관한 법칙은 다음과 같다.
반사광선과 굴절광선은 입사광선과 입사점에서 세운 수선에 의해서 만들어지는 평면 내에 있다.
반사의 경우에는
((1〓(1 (반사의 법칙) …(생략)

실험 1 : 평면판의 경우 광선의 경로 측정 실험.

실험 2 : 임계각 측정 실