회절 실험을 이용한 굴절률 측정과 과학 교육 적용
Measurement of Refractive Index through a Diffraction Experiment and its Application in Science Education
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초록
본 연구에서는 빛이 굴절할 때 파장이 달라진다는 것을 실험적으로 증명할 수 있도록 투명한 매질에서 빛이 진행할 때 파장변화를 측정할 수 있는기구를 제작하였다. 그리고 제작한 실험기구를 이용하여 공기와 물, 공기와 소금물, 공기와 설탕물에서 0차 회절무늬의 폭 값을 측정하였다. 측정한 값을 이용하여 각 매질에서 빛의 파장변화를 측정하였다. 측정한 파장 값과 공기 중에서 빛의 속도를 기준으로 환산하여 구한 진동수를 이용하여빛의 속도를 계산하였다. 그 결과 이론값과 실험값이 잘 일치하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 파장변화 측정 기구는 빛의 굴절과관련된 실험에서 유용하게 활용할 수 있음을 확인하였다.
Abstract
We fabricated a device in order to demonstrate that lightchanges its wavelength entering the medium of a differentrefractive index. The developed device can measure thewavelength change when light propagates through a transparentmedium. Using the device, we measured the wavelengthchanges from air to water, from air to salt water and from airto sugar water. The frequency was obtained on the basis of themeasured wavelengths and the speed of light in air. Thefrequency and the wavelength in each medium was used tocalculate the speed of the light. The experimental results wereconsistent with the theoretical values. Hence, it was confirmedthat the proposed device can measure wavelength changesrelated to the refraction.
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