§1
실험 개요
Young의 이중 슬릿 실험은 빛의 파동성을 보여주는 가장 단순하고 강력한 실험이다. 두 슬릿을 통과한 빛이 스크린에서 보강·상쇄 간섭을 일으켜 줄무늬를 만들고, 줄 간격에서 파장을 산출한다.
§2
이론 배경
간섭 조건
보강: 경로차 = mλ (m = 0, ±1, ±2). 상쇄: (m + 1/2)λ. 인접 보강 줄무늬 간격 Δy = λL/d. d: 슬릿 간격, L: 슬릿-스크린 거리.
가시도와 단색성
단색광이 아니면 줄무늬 위치가 파장마다 달라 colored fringes가 됩니다. 레이저(매우 단색)가 가장 깔끔.
§3
실험 장치 및 시약
- — He-Ne 레이저 (632.8 nm) 또는 다이오드 레이저
- — 이중 슬릿
- — 스크린
- — 측정용 자
§4
실험 절차
- 1.레이저 → 슬릿 → 스크린 직선 정렬.
- 2.스크린에 나타난 줄무늬의 간격 측정 (10개 간격을 재서 평균).
- 3.L과 d를 다양하게 변화시키며 반복.
§5
데이터 처리
Δy vs L/d 직선 회귀, 기울기 = λ. 측정 λ와 레이저 표시값을 비교.
§6
예비보고서 항목별 작성 팁
이론
왜 단색광이어야 하는지(가시도)를 설명.
§7
자주 하는 실수
- — 슬릿 간격 d 측정 정확도 (현미경 측정 권장)
- — 스크린 거리 L에서 슬릿 두께 무시
- — 줄무늬 너무 좁아 간격 측정이 1픽셀 단위
§8
자주 묻는 질문
Q. 단일 슬릿 회절과 이중 슬릿 간섭의 차이는?
단일 슬릿: 광원의 폭 때문에 회절 무늬. 이중 슬릿: 두 슬릿의 경로차로 간섭. 실제 측정에서는 두 효과가 동시에 보이는데, 이중 슬릿 간섭이 단일 슬릿 회절 envelope 안에서 변조되어 나타납니다.
Q. 왜 슬릿이 좁아야 하나요?
각 슬릿이 점광원으로 근사되어야 깨끗한 간섭이 보입니다. 슬릿이 넓으면 한 슬릿 안에서도 다른 위치의 빛이 다른 경로차를 가져 간섭이 흐려집니다.
§9
참고 표준·문헌
본 가이드는 다음 표준·교과서·핸드북의 정의·식·표준 절차를 따라 작성되었습니다. 학교 양식과 표준 절차가 다를 경우 학교 양식을 우선합니다.
- [1]Hecht, E. — Optics, 5th ed., Pearson, 2017
- [2]Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. — Fundamentals of Physics, 12th ed., Wiley, 2021