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광의 산란 특성 실험 - 색과 농도의 변화에 따른 산란 특성 보고서

 

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광의 산란 특성 실험 - 색과 농도의 변화에 따른 산란 특성

 

광의 산란 특성 실험 - 색과 농도의 변화에 따른 산란 특성

 

 

 

[광의 산란 특성 실험]

색과 농도의 변화에 따른 산란 특성.

 

 

 

*목적*

 

광의 산란 특성을 실험 하고, 색에 따른 산란 특성을 이해 한다.

 

*이론*

 

강한 백색광이 작은 먼지나 습기가 많은 구름을 통과 하면, 입자의크기에 따라 구름의 색이 다르게 나타납니다. 입자의 크기가 매우 작으면 파랑색조를 띠고, 입자의 크기가 점점커지면, 긴파장의 색이 점점 많이 섞여 들어, 구름의 색이 회색으로 되었다가, 흰색을 띤다. 동시에 통과되는 광을 관찰하면 처음에 붉은 색에서 점차 흐려져 결국에는 보이지 않게 된다. 똑같은 현상이 액체속에서 부유하는 작은 입자들에서 관찰 할수 있다.

맑은 하늘이 파랑색인 것은 대기중의 분자들에 의한 태양광의 산란 때문이다. 안개낀 하늘이 회색으로 보이는 것은 물방울들의 산란 때문이다. 저녁놀이 붉은 것은 태양광이 대기중을 통과하는 중에서 파란색을 산란으로 사라지고, 붉은 색만이 남기 때문이다.

산란 시키는 입자의 크기가 입사광 의 파장 보다 작을 때의 산란특성을 레일 리경이 이론적으로 설명 했다. 산란광의 세기가 입자의 체적(v) 사랑 입다에서 관측자까지의 거리 (r) 입사광의 파장 (λ)산란 입자의 굴절률 (n1) 주변의 굴절률 (n2)의 함수 로 나타낸다는 것이 레일리의 출발점이다.

 

 

여기서 I는 산란과으이 세기 이고 m I 0는 입사광의 세기 이다. 산란광의 세기는 산란 입자에서 관측자까지의 거리 제곱에 반비례하고 입사광에 의해서 유도되는 전기장의 크기가 입자의 체적에 비례하는데, 산광의 세기는 유도 전기장의 제곱에 비례하므로 산란광의 세기는 입자체적의 제곱에 반비례한다. 그런데 산란광의 세기방정식을 다음과 같다.

 

산란입자들이 여러개 존재할때는 각 입자들이 방출하는 산란광들 사이에는 존재하는 위상관계를 고려해야 한다. 산란입자들이 공간에 규칙적으로 배열 되어 있다면 입사광이 진행하는 방향을 제외하고 나머지 모든 방향의 산란광들은 서로 중첩되어 소멸된다, 이와같은 현상을 회절이라 부른다. 그런데 공기나 액체속에 산란입자들은 제멋대로 분포하므로 산란광들 사이엔 특별한 위상 관계가 존재 하지 않는다. 산란된 광의 세기는 각 산란 입자들이 방출하는 산란광의 세기 합으로 얻어지게 된다. 따라서 산란광의 총세기는 산란…(생략)

 

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