빛의 간섭 예시 - bich-ui ganseob yesi

빛의 간섭은 간섭성 광원에서 나온 두 개의 광선이 함께 만날 때입니다. 여기에는 다른 광파로 인한 한 광파의 에너지 분산이 있습니다. 이 교란은 빛 에너지의 템퍼링, 중첩을 유발합니다.

가벼운 예의 간섭을 살펴 보겠습니다.

  • 백열 전구의 간섭
  • 나비에 간섭이 보인다
  • 비누방울과 같은 빛의 간섭 예시
  • 도로에 형성된 패턴에서 보이는 간섭
  • 반사 방지 코팅의 간섭
  • 기름진 표면의 간섭
  • 간섭으로 인해 홀로그램

백열 전구의 간섭

간섭이 일어나기 위해서는 두 가지 조건이 필요합니다. 첫째, 사용된 두 개의 광원은 일관성이 있어야 합니다. 즉, 두 개의 광파는 서로 일정한 위상을 가져야 합니다. 둘째, 광파는 단일 파장이어야 하며, 마지막으로 중첩의 원리가 함축되어 있어야 한다.

이제 간섭용 백열전구가 발생하기 위해서는 위에서 언급한 모든 조건이 용이해야 합니다. 그러나 우리가 알다시피 두 개의 동일한 전구는 동일한 위상이나 주파수에서 광파를 생성할 수 없습니다. 전구는 일관성이 없는 광파를 생성합니다. 이것은 방출된 빛의 광자가 동일한 전구에서 방출된 다른 광자와 무작위로 관련된 주파수를 갖는다는 것을 알려줍니다. 

따라서 백열전구에서 간섭이 발생하려면 두 광파의 근원이 같아야 합니다. 두 개의 광파 광자는 간섭을 일으키는 한 쌍의 광자를 가지고 있습니다. 

그러나 고도로 안정화된 주파수를 가진 두 개의 동일한 레이저만이 표면에 가시적인 간섭 패턴을 생성할 수 있습니다.

나비에 간섭이 보인다

블루모포나비로 알려진 나비 종은 우리의 일상 생활에 간섭을 보여줍니다. 

이 나비 종은 라틴 아메리카의 열대 및 아열대 지역에서 자연적으로 발견됩니다. 발견된 다른 유기체와 상관없이 나비의 푸른색이 자연색 때문이 아니라 간섭 현상 때문이라는 사실을 아는 것은 놀라운 일입니다. 날개의 파란색은 매우 나노 구성 요소로 구성된 파란색 모르포의 날개에 빛이 떨어질 때 발생합니다.

그런 다음 빛의 파란색 구성 요소는 건설적인 간섭, 반면에 다른 색상 스펙트럼은 상쇄 간섭을 따릅니다. 이로 인해 관찰자는 밝은 파란색을 볼 수 있습니다.

비누방울과 같은 빛의 간섭 예시

비눗방울도 빛의 간섭의 한 예입니다. 씨를 볼까요?

비눗물에 의해 형성되는 구형의 매우 얇은 비눗방울은 기포의 얇은 막에 광선을 비추면 기포의 상하 밑줄에서 빛이 반사되어 간섭을 보인다. 이 동안 일부 선택된 색상은 보강 간섭만 받고 나머지 색상은 파괴 간섭을 받습니다. 간섭.

이전 유형의 간섭으로 인해 색상만 표시됩니다. 동시에, 나중은 가시광선을 일으키지 않습니다. 

도로에 형성된 패턴의 간섭 톱

우리는 장마철에 도로에서 풀 컬러 패턴을 자주 보았습니다. 이것은 간섭의 예.

도로에 흩어져 있는 어떤 기름진 물질이나 바다나 바다에 기름이 유출되어 기름층이 떠다니고, 간섭을 유발합니다. 하얀 빛이 났을 때처럼 그들에게 떨어지면 그들은 반영합니다. 반사는 내부 레이어뿐만 아니라 상단 표면에서도 발생합니다. 광선이 닿으면 주로 유성층으로 인해 간섭을 받습니다.

도로나 바다에 기름층이 존재하기 때문에 빛이 닿으면 건설적인 간섭과 파괴적인 간섭. 보강 간섭을 받는 빛의 색 중 일부는 가시광선 패턴을 일으키는 반면, 상쇄 간섭을 받는 빛의 색은 보이지 않습니다.

반사 방지 코팅의 간섭

우리는 일상 생활에서 일반적으로 사양을 사용합니다. 우리는 사양에서 렌즈에 빛이 비칠 때 눈에 보이는 색상을 매우 흔히 발견합니다. 이것은 간섭 때문에 발생합니다.

이러한 모든 장치에는 표면에 반사 코팅이 있습니다. 그러나 렌즈, 카메라 등에는 반사 코팅이 되어 있어 그 위에 떨어지는 빛의 강도를 줄여줍니다. 이러한 장치에 색상 패턴이 형성되는 것은 상면과 하면에 빛의 보강간섭이 작용하기 때문입니다.

기름진 표면의 간섭

우리는 기름과 물이 섞일 수 없다는 것을 알고 있습니다. 이것은 두 유체의 밀도가 다르기 때문에 두 유체의 특성이 다르기 때문에 발생합니다.

결과적으로 우리는 물 위에 떠 있는 기름진 기름 층이 보입니다. 빛의 광선이 유성층에 닿으면 이러한 상태에서 유성 부유층의 상단과 하단 모두에서 빛이 반사됩니다. 이로 인해 광선에 존재하는 색상은 건설적이거나 파괴적인 간섭을 받습니다.

보강 간섭으로 인해 수면에 떠있는 유성 필름에 다른 색상 패턴이 표시됩니다.

간섭으로 인해 홀로그램

홀로그램은 평평한 사진이나 평평한 표면과 쉽게 구분할 수 있는 인공 3D 사진입니다.

이 기술은 또한 빛에 의한 빛 복사가 3D 이미지를 만드는 데 도움이 되기 때문에 빛 현상의 간섭을 사용합니다.

리야 판데이

나는 Riya Pandey입니다. 저는 2021년에 물리학 석사 과정을 마쳤습니다. 현재 저는 Lambdageeks에서 물리학 분야의 주제 전문가로 일하고 있습니다. 물리학과목을 쉽게 이해하기 쉽게 설명하려고 노력합니다.

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물리학 1등급 만들기 김태원클라쓰 32강 수업을 잘 들어 주셔서 감사합니다.

이번 단원에서 배우는 내용은 '파동의 간섭(32강)'입니다.

유튜브 영상을 시청한 후 복습 자료로 아래 글을 활용하시면 됩니다.

* 포스팅에서 사용되는 대부분의 사진 및 내용은 '천재교육 물리학 1 교과서', '네이버 지식백과'에서 캡처 및 참고했습니다.

1. 강의 자료

가. 물리학 클라쓰 32강 영상 링크(유튜브 영상을 시청할 학생은 아래 클릭)

차후에 업데이트하겠습니다:)

나. 준비물​

천재교육 물리학 1 교과서(164p-169p), 스마트폰, 필기구, 학습지

다. 학습지 파일

라. 교육과정 성취기준

파동의 간섭이 활용되는 예를 찾아 설명할 수 있다.

2. 학습 내용

가. 파동의 간섭

1) 파동의 간섭: 두 개 이상의 파동이 중첩되는 것을 파동의 간섭이라고 하며 보강간섭과 상쇄간섭이 있다.

2) 중첩: 둘 이상의 파동이 서로 만났을 때 새로 생기는 파동은 각각의 파동을 산술적으로 더한 값으로 나타난다.

3) 보강간섭: 같은 위상의 두 파동이 중첩될 때의 간섭이다.

4) 상쇄간섭: 반대 위상의 두 파동이 중첩될 때의 간섭이다.

빛의 간섭 예시 - bich-ui ganseob yesi

5) 파동의 독립성: 파동은 중첩된 이후에도 중첩 전과 동일한 상태로 진행하는데, 이처럼 여러 파동이 서로 중첩되더라도 각 파동의 성질이 그대로 유지되는 것을 파동의 독립성이라고 한다.

빛의 간섭 예시 - bich-ui ganseob yesi

나. 간섭의 사례 및 활용

1) 소리의 간섭: 보강간섭이 되면 큰 소리가 나고, 상쇄 간섭이 되면 작은 소리가 난다.

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2) 얇은 막에서의 간섭

비누 막의 앞쪽과 뒤쪽에서 각각 반사된 빛이 간섭을 일으키기 때문에 나타나는 현상이다. 비누 막의 빨간색 부분은 빨간색 빛이, 파란색 부분은 파란색 빛이 각각 보강 간섭 된 것이다.

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3) 소음 제거 원리

소음 제거 회로에서 마이크로 감지한 소음과 위상이 반대인 소음을 발생시켜 사용자의 귀에 전달한다. 두 소음이 서로 상쇄 간섭 되어 소음의 크기기 매우 작아진다.

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4) 지폐에서 간섭의 이용

색 변환 잉크로 그려진 '10000'이라는 숫자는 보는 각도에 따라 색깔이 달라진다. 이것은 숫자를 보는 각도에 따라서 보강 간섭 되는 빛의 파장이 달라지기 때문이다.

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5) 반사 방지막 코팅(안경, 태양전지 등)

안경에서 반사되는 빛이 상쇄 간섭하도록 안경에 얇은 반사 방지막을 코팅하면 반사되는 빛의 세기가 감소하므로 안경을 투과하는 빛의 세기가 증가한다.

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태양 전지에 얇은 반사 방지막 코팅을 하면 태양 전지에 도달하는 빛의 세기가 증가하여 더 많은 전기 에너지를 생산할 수 있다.

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6) 광 저장 매체(CD, DVD)의 재생

DVD에서 정보를 읽을 때 레이저 빛을 DVD에 비추면 돌기의 가장자리에서는 반사된 두 빛이 상쇄 간섭한다. 이를 통해 알게 된 돌기의 분포를 이용해 기록된 정보를 읽는다.

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▶ 정답: 4번

▶ 열을 측정할 때 사용하는 것은 적외선, 물을 진동시켜 열을 발생시키는 것은 마이크로파이다. 자외선은 살균, 소독 기능이 있어 식기 소독기로 이용된다.

2.

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▶ 정답: 1번

▶ A는 상쇄간섭을 이용해 소음을 제거하는 예이다. 돋보기는 파동이 굴절하는 현상을 사용한 예이다. 악기의 울림통은 보강간섭을 이용한 예로 볼 수 있다.

4.

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▶ 정답: 1번

▶ㄱ. (O) P에서 상쇄 간섭이다. Q는 P와 대칭인 지점이므로 마찬가지로 상쇄 간섭이다.

▶ㄴ. (X) P에서는 상쇄 간섭, O에서는 보강 간섭이므로 세기가 다르다.

▶ㄷ. (x) 보강 간섭하는 지점은 O 지점 하나를 시작으로 양 방향으로 두 개씩 대칭으로 생긴다. 1+2N이므로 보강 간섭하는 지점의 개수는 홀수 개다.

6.

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▶ 정답: 4번

▶ P는 보강간섭, Q는 상쇄간섭이 일어나는 지점이다. 보강간섭이 일어나는 지점의 변위는 원 파동과 동일한 진동수로 2배의 진폭으로 움직인다. 상쇄간섭이 일어나는 지점은 시간이 지나도 계속 0이다. (진폭, 주기, 파장이 동일한 두 파동이 만났으므로)

4. Q&A

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