목차
1.실험이론
2.레이저 변위계
4.실험 결과
2.레이저 변위계
4.실험 결과
본문내용
한 길이 측정
간섭계란 넓은 뜻으로 둘 또는 그 이상의 빔을 서로 간섭하도록 장치한 것을 말한다. 레이저 간섭계란 광원으로 레이저를 사용한 것을 말하며 입사된 레이저빔은 2개의 부분빔으로 반 투과 거울에서 나누어지고, 이 두 부분을 서로 다른 거리를 지나 중첩이 이루어져 간섭무늬로 결과를 나타내는 방법이다.
마이켈슨 간섭계의 원리와 같은 레이저 간섭계로 정밀한 길이측정이 가능하게 된다. 레이저 빔이 광분리기에 입사되면, 갈라진 두 빔은 같은 세기로 통과한 빔 1과 여기에 수직으로 나간 빔 2로 나누어 진다 빔 2는 고정된 평면거울에서 반사되어 검출기로 들어가고 빔 1은 이동할 수 있는 거울에 반사되어 조리개를 거쳐 검출기로 들어가게 된다, 조리개면에서는 두 빔의 간섭에 의해 무늬가 이루어진다. 측정물체인 거울 1을 길이 만큼 이동시키면 무늬도 이동되고 광검출기에서는 세기의 변조가 기록된다. 거울 1을 파장의 반만큼 이동시키면 세기의 최대치가 생긴다. 그래서 길이 을 최대치세기의 수(m)로 측정할 수 있다.
레이저 빔의 가간섭길이가 크기 때문에 수 10m 까지 길이를 파장의 일부분으로 정밀하게 측정할 수 있다. 길이변화 까지 광학적 중첩방법으로 측정할 수 있다. 측정길이 변화는 반드시 레이저 거울의 움직임으로 바꾸어야 하며 그리고 레이저 주파수의 변화도 일어난다 이것은 안정된 참조 주파수와 중첩에 의한 주파수 차이로서 측정되어진다.
도선에서 스크린위의 밝고 어두운 간섭지점까지의 거리를 라고 하면
,
,
이며 헬륨 네온 레이저의 파장을 알고 있고, 도선에서 검출기까지의 거리 R는 고정되어 있으므로 검출기에 들어오는 빛의 세기(y)만 측정하면 도선의 두께를 알수 있다.
4.실험 결과
1) 외팔보의 치수
2) P의 계산
㉮이론치
일 때,
일 때 ,
㉯실험치
case A
일 때,
일 때,
case B
일 때,
일 때,
case C
일 때,
일 때,
case D
일 때,
일 때,
초기
나중
P
%error
A
0.1
250
303
53
2.81
227
0.2
250
341
91
4.825
180
B
0.1
-140
-176
-36
-2.096
144
0.2
-140
-250
-110
-6.4058
272
C
0.1
590
620
30
1.90345
121
0.2
590
638
48
3.0455
77
D
0.1
1113
1072
-41
-2.953
243
0.2
1113
1006
-107
-7.707
348
간섭계란 넓은 뜻으로 둘 또는 그 이상의 빔을 서로 간섭하도록 장치한 것을 말한다. 레이저 간섭계란 광원으로 레이저를 사용한 것을 말하며 입사된 레이저빔은 2개의 부분빔으로 반 투과 거울에서 나누어지고, 이 두 부분을 서로 다른 거리를 지나 중첩이 이루어져 간섭무늬로 결과를 나타내는 방법이다.
마이켈슨 간섭계의 원리와 같은 레이저 간섭계로 정밀한 길이측정이 가능하게 된다. 레이저 빔이 광분리기에 입사되면, 갈라진 두 빔은 같은 세기로 통과한 빔 1과 여기에 수직으로 나간 빔 2로 나누어 진다 빔 2는 고정된 평면거울에서 반사되어 검출기로 들어가고 빔 1은 이동할 수 있는 거울에 반사되어 조리개를 거쳐 검출기로 들어가게 된다, 조리개면에서는 두 빔의 간섭에 의해 무늬가 이루어진다. 측정물체인 거울 1을 길이 만큼 이동시키면 무늬도 이동되고 광검출기에서는 세기의 변조가 기록된다. 거울 1을 파장의 반만큼 이동시키면 세기의 최대치가 생긴다. 그래서 길이 을 최대치세기의 수(m)로 측정할 수 있다.
레이저 빔의 가간섭길이가 크기 때문에 수 10m 까지 길이를 파장의 일부분으로 정밀하게 측정할 수 있다. 길이변화 까지 광학적 중첩방법으로 측정할 수 있다. 측정길이 변화는 반드시 레이저 거울의 움직임으로 바꾸어야 하며 그리고 레이저 주파수의 변화도 일어난다 이것은 안정된 참조 주파수와 중첩에 의한 주파수 차이로서 측정되어진다.
도선에서 스크린위의 밝고 어두운 간섭지점까지의 거리를 라고 하면
,
,
이며 헬륨 네온 레이저의 파장을 알고 있고, 도선에서 검출기까지의 거리 R는 고정되어 있으므로 검출기에 들어오는 빛의 세기(y)만 측정하면 도선의 두께를 알수 있다.
4.실험 결과
1) 외팔보의 치수
2) P의 계산
㉮이론치
일 때,
일 때 ,
㉯실험치
case A
일 때,
일 때,
case B
일 때,
일 때,
case C
일 때,
일 때,
case D
일 때,
일 때,
초기
나중
P
%error
A
0.1
250
303
53
2.81
227
0.2
250
341
91
4.825
180
B
0.1
-140
-176
-36
-2.096
144
0.2
-140
-250
-110
-6.4058
272
C
0.1
590
620
30
1.90345
121
0.2
590
638
48
3.0455
77
D
0.1
1113
1072
-41
-2.953
243
0.2
1113
1006
-107
-7.707
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