학문

영의 이중슬릿 간섭 실험에서 무늬 간격을 넓히는 방법

이중슬릿을 이용한 빛의 간섭 실험을 진행할 때, 스크린에 나타나는 밝고 어두운 간섭 무늬 사이의 간격을 더욱 넓게 만들려면 슬릿 사이의 거리나 파장을 어떻게 조절해야 하는지 알려주세요

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

    무늬 간격은 Δx = Lλ/d로 정해져요. L은 슬릿에서 스크린까지 거리, λ는 파장, d는 두 슬릿 사이 거리라서, 간격을 넓히려면 파장을 길게 하거나 슬릿 사이 거리를 좁히거나 스크린을 멀리 두면 돼요.

    두 슬릿에서 나온 빛의 경로 차는 d·sinθ이고, 이 값이 파장의 정수배가 되는 곳에 밝은 무늬가 생겨요. 각도가 작으면 sinθ ≈ x/L이라 이웃한 밝은 무늬 사이 간격이 Lλ/d로 나와요. 슬릿 간격 d가 좁으면 경로 차가 천천히 커져서 파장 하나만큼 차이 나는 지점이 스크린에서 더 멀리 가야 나오고, 파장이 길면 채워야 할 경로 차 자체가 커져서 같은 결과가 돼요.

    L = 2m, d = 0.25mm에서 650nm 빨간 레이저를 쓰면 무늬 간격이 5.2mm이고, 532nm 초록 레이저로 바꾸면 약 4.3mm로 좁아져요. 빨간 레이저로 d를 0.125mm로 절반 줄이면 10.4mm로 두 배가 돼요. 스크린을 멀리 둘수록 간격은 넓어지는 대신 빛이 퍼져 무늬가 어두워지니 어두운 방에서 관찰하면 잘 보여요 :)

    채택 보상으로 502베리 받았어요.

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