액체의 표면탄성파에 의한 레이저빔의 회절에 관한 연구 = A Study on the Diffraction of Laser beam by Surface Acoustic Wave on Liquid
저자
발행사항
울산 : 울산대학교 교육대학원, 2007
학위논문사항
학위논문(석사)-- 울산대학교 교육대학원 : 물리교육 2007. 8
발행연도
2007
작성언어
한국어
발행국(도시)
울산
형태사항
42 ; 26cm
소장기관
액체의 표면탄성파의 여러 특성을 알아보기 위하여 간섭하고 있는 액체의 표면에 레이저빔을 입사하여 회절된 무늬를 분석하는 실험을 수행하였다.
표면탄성파를 만드는 파원의 역할을 하는 막대가 부착된 스피커를 진동발생기에 연결하여 진동발생기의 전압을 변화시키면서 간섭무늬의 변화를 관찰하였다. 여러 차수의 회절 무늬의 밝은 점이 사라지는 전압을 측정하여 베셀함수의 영점을 실험적으로 찾을 수 있었다. 순수한 물에서 0차와 1차의 밝은 무늬가 사라지는 전압은 진동자 1개일 때 각각 5.4 V, 8.2 V 이었고, 진동자 2개일 때 각각 3.1 V, 4.4 V 이었다. 아울러 액체 매질의 표면장력과 표면탄성파의 파장을 측정하였다. 순수한 물의 표면장력은 7.010 (N/m) 이었고, 30% 에틸렌글리콜 수용액의 표면장력은 5.510 (N/m) 이었다. 순수한 물에서 표면탄성파의 파장은 1.710 (m) 이었고, 30% 에틸렌글리콜 수용액에서 표면탄성파의 파장은 1.910 (m) 이었다.
본 실험을 통하여 미세한 액체의 표면탄성파의 여러 특성을 레이저 회절 현상을 이용하여 알아볼 수 있었다. 본 연구결과는 고등학교 물리교육의 심화과정에 활용될 수 있을 것이다.
In order to see various properties of surface acoustic waves on liquid, the experiments on diffraction of laser beam by interfering liquid surface waves were performed.
The surface acoustic wave was generated by electrically driven vertical oscillations slightly immersed exciters. we observed the relation between the intensity and the amplitude of the surface wave. We located the bessel function zeros by measuring the voltage of the vanishing of various diffraction orders. For waves generated by a single exciter, this vanishing of the central and first order diffraction spots occurs for applied voltages 5.4 V, 8.2 V, respectively. Similar diffraction patterns appear for waves generated by two exciters for applied voltages 3.1 V and 4.4 V, respectively. In addition, we could measure the wavelength of surface acoustic wave and the surface tension of liquids. The surface tension of pure water was 7.010 (N/m) and the surface tension of 30% ethylene glycol aqueous solution was 5.510 (N/m). The wavelength of surface acoustic waves in pure water was 1.710 (m) and the wavelength of surface acoustic waves in 30% ethylene glycol aqueous solution was 1.910 (m).
Although invisible to the naked eye, the interference of liquid surface waves could be optically detected from the characteristic features of the diffraction pattern. the experimental results will be utilized in the education of high school students for the study of the characteristics of interference and diffraction.
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