보고서 설명

브루스터 법칙은 반사된 빛과 굴절된 빛이 서로 수직이면 반사된 빛은 완전히 편광된다는 법칙이다. 그리고 브루스터각은 반사각과 굴절각이 서로 수직을 이루었을 때의 반사각의 크기를 말한다. 이번 실험에서는 빛을 렌즈에 굴절시켜 브루스터 각을 측정하는 실험을 할 것이다

본문일부 및 목차

1812년 데이비드 브루스터(1781.12.11.~1868.2.10.)는 실험에 의하여 빛의 입사각이 편광각(브루스터의 각)과 같을 때는 반사된 빛과 굴절된 빛이 서로 수직임을 알아내었다. 반사된 빛과 굴절된 빛이 서로 수직일 때 반사된 빛이 편광이 되는 이유는 진동하는 전하가 그 진동축을 따라서는 복사하지 않기 때문이다. 즉, 반사된 빛은 입사면에 수직으로 선편광되는 것이다. 이것이 브루스터의 법칙이다. 그리고 그때의 각을 브루스터 각이라고 부르는 것이다. 실생활에 적용해 보자면, 도로나 호수에서 반사된 빛은 주로 수평 방향으로 편광되므로 편광 선글라스는 편광축에 수직으로 되어 있어야 반사된 빛에 의한 눈부심을 줄일 수 있는 것이다. 왜냐하면 빛이 편광각으로 입사한 경우에만 수직으로 편광이 되기 때문에 대부분의 경우에는 수평으로 편광이 되는 것이기 때문이다. 이번 실험에서는 반사된 빛과 굴절된 빛이 서로 수직일 때, 편광판으로 반사된 빛을 관찰하면서 편광을 확인하는 것이 목적이다.

=입사각(브루스터 각) =굴절각 =반사각
브루스터 각 로 입사하는 광선에 대해서는 반사광과 굴절광의 진행방향이 를 이룬다. 즉 위 그림을 보듯이 반사각은 이고 굴절각은 이며 이들 사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.



그리고 스넬의 법칙으로부터 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.


위 식을 정리하면 다음과 같이 된다.



여기서 1번 매질 즉, 입사광과 반사광의 매질이 공기라고 가정하면 이 되므로 다음과 같이 된다.



위 식을 이용하면 2번 매질의 굴절률을 알아 낼 수 있다.

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#편광 실험

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