분산 ( 광학 ) - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 분산 ( 광학 ) 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 이 문서의 내용은 출처가 분명하지 않습니다. 이 문서를 편집하여, 신뢰할 수 있는 출처를 표기해 주세요. 검증되지 않은 내용은 삭제될 수도 있습니다. 내용에 대한 의견은 토론 문서에서 나누어 주세요. ( 2011년 9월 ) 빛이 프리즘을 통과할 때 파장에 따라 다른 각도로 굴절한다. 따라서 백색광이 여러가지 색으로 분산된다. 분산 ( 分 [UNK] ) 을 거치면 태양빛을 프리즘에 통과시켜 스크린에 비추어 보면 여러 가지의 색으로 나뉜다. 이처럼 빛이 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 매질에 따라 빛의 속도가 달라지므로 굴절이 일어나게 되고, 이때 빛의 진행속도는 파장에 따라 달라지게 되는데 이를 빛의 분산이라고 한다. 목차 1 이론 2 뉴턴의 색이론 2. 1 아리스토텔레스의 설 2. 2 데카르트의 설 2. 3 뉴턴의 실험 3 분산현상 3. 1 프리즘 3. 2 무지개 3. 3 쌍무지개 3. 4 달무리 4 같이 보기 이론 [ 편집 ] 매질 속에서의 파장은 [UNK] = [UNK] 0 / n { [UNK] displaystyle [UNK] lambda
즘으로 분리시킨 후 분리된 빛 각각에 대해서 다시한번 프리즘에 통과시켜서 2차 분산은 발생하지 않는다는 사실을 보임으로써 백색광이 여러가지 색깔의 빛의 혼합으로 이루어져 있음을 보였다. 분산현상 [ 편집 ] 프리즘 [ 편집 ] 프리즘을 통과하는 빛의 분산 두께가 일정한 유리판일지라도 빛을 비스듬히 입사시키면 이론적으로는 분산을 관찰할 수 있어야 한다. 그러나 보라색과 빨간색의 굴절률의 차이는 0. 019 정도로 크지 않으며, 인접한 다른 빛에 의해서 쉽게 중첩되어 분산을 명확하게 관찰하기가 어렵다. 그렇지 않다면, 유리창을 통해 무지개를 볼 수 있을 것이다. 빛의 분산을 관찰하기 위해서는 프리즘을 사용하는 것이 바람직하다. 백색광은 여러 가지 파장을 가지는 빛의 혼합으로 이루어 져 있음을 프리즘을 통해 쉽게 확인할 수 있다. 오른쪽 그림과 같이 프리즘에 백색광을 입사시키면 평행하지 않는 두 표면에 의해 굴절각의 차이가 커지기 때문에 파장이 긴 빨간색 빛부터 파장이 짧은 보라색 빛까지 잘 분리할 수 있다. 무지개 [ 편집 ] 무지개는 일상 생활에서 쉽게 접할 수 있는 분산의 대표적인 현상이다. 비가 온 후에 대기중에 떠다니는
이 스펙트럼의 원인이 되며 이때 적색은 강한 회전이며, 자주색은 약한 회전운동이고, 프리즘은 이러한 회전운동에 영향을 주는 것이라고 설명하였다. 이러한 이론은 당시 사람들에게 잘 받아들여지지는 않았지만, 빛과 색을 기계적으로 설명하려고 하였다는 점에서 의의가 있다. 뉴턴의 실험 [ 편집 ] 17세기 당시 뉴턴 뉴턴이 색에 대한 이론을 주장하기 이전에는 백색광이 변해서 색이 생긴다는 것이 보편적인 이론이었다. 뉴턴이 [UNK] 대학의 학생으로 있던 1665년에 페스트가 유행하였고, 이때 2년간 학교가 폐교되었다. 이 기간동안 뉴턴은 집으로 돌아가 프리즘으로 여러가지 실험을 하였다. 당시 프리즘은 일종의 무지개를 만들어 내는 장난감과 비슷하였고, 뉴턴은 백색광을 프리즘에 통과시켰을 때 나오는 무지개색을 관찰하면서 백색광을 이루고 있는 여러가지 색들을 프리즘이 서로 다르게 굴절시킨다고 생각하였다. 뉴턴은 이러한 생각을 실험을 통하여 증명하였는데, 작은 구멍으로 들어온 빛을 프리즘으로 분리시킨 후 분리된 빛 각각에 대해서 다시한번 프리즘에 통과시켜서 2차 분산은 발생하지 않는다는 사실을 보임으로써 백색
용 판 다른 언어 [UNK] [UNK] IndonesiaItaliano 日 本 語 [UNK] [UNK] [UNK] / [UNK] [UNK] 中 文 [UNK] 語 링크 편집 이 문서는 2018년 9월 16일 ( 일 ) 07 : 11에 마지막으로 편집되었습니다. 모든 문서는 크리에이티브 커먼즈 저작자표시 - 동일조건변경허락 3. 0에 따라 사용할 수 있으며, 추가적인 조건이 적용될 수 있습니다. 자세한 내용은 이용 약관을 참고하십시오. [UNK] 미국 및 다른 국가에 등록되어 있는 Wikimedia Foundation, Inc. 소유의 등록 상표입니다. 개인정보 정책 위키백과 소개 면책 조항 개발자 쿠키 정책 모바일 보기
빛이 두 번 굴절되기 때문에 발생한다. 결정에 입사된 빛이 결정면에서 한번 굴절되고, 결정을 나가면서 또한번 굴절한다. 이때 22도의 굴절각을 가지게 된다. 따라서 달무리는 달을 중심으로 22도의 원형으로 관찰된다. 달무리가 넓을 때는 색이 희게 보이나, 달무리가 짙을 때는 안쪽은 붉은색, 바깥쪽은 노란색을 띈다. 같이 보기 [ 편집 ] 공용에 분류가 있습니다. 분산 굴절 원본 주소 " " 분류 : 광학숨은 분류 : 출처가 필요한 글 / 2011년 9월출처가 필요한 모든 글전체에 출처가 필요한 글 둘러보기 메뉴 개인 도구 로그인하지 않음토론기여계정 만들기로그인 이름공간 문서토론 변수 보기 읽기편집역사 보기 더 보기 검색 둘러보기 대문사용자 모임요즘 화제최근 [UNK] 문서 보기임의 문서로도움말기부 도구 여기를 가리키는 문서가리키는 글의 최근 [UNK] 올리기특수 문서 목록고유 링크문서 정보위키데이터 항목이 문서 인용하기 다른 프로젝트 공용 인쇄 / 내보내기 책 만들기PDF로 다운로드인쇄용 판 다른 언어 [UNK] [UNK] IndonesiaItaliano 日 本 語 [UNK] [UNK] [UNK] / [UNK] [UNK] 中 文 [UNK] 語 링크 편집 이 문서는 2018년 9월 16
. 4 달무리 4 같이 보기 이론 [ 편집 ] 매질 속에서의 파장은 [UNK] = [UNK] 0 / n { [UNK] displaystyle [UNK] lambda = [UNK] lambda - { 0 } / n } 이다. 일반적으로 파장이 증가하면 굴절률이 감소한다. 따라서 백색광이 프리즘을 통과할 때 파장이 큰 빛인 붉은빛이 가장 적게 꺾이고, 보라빛이 가장 크게 꺾이게 된다. 고전물리학에서는 빛을 모든 파장의 전자기파로 정의한다. 맥스웰 방정식에서 매질이 선형이고 고르다면 유전율 [UNK] 와 투자율 [UNK] 변하지 않으므로 상수로 취급할 수 있다. 이때 전자기파의 속력은 v = 1 [UNK] [UNK] { [UNK] displaystyle v = { [UNK] frac { 1 } { [UNK] sqrt { [UNK] varepsilon [UNK] mu } } } } 가 된다. 투명한 매질 속에서 빛의 속력은 굴절률 n의 역수만큼 감소하므로 v = c n { [UNK] displaystyle v = { [UNK] frac { c } { n } } } 이 되고, c = 1 [UNK] 0 [UNK] 0 { [UNK] displaystyle c = { [UNK] frac { 1 } { [UNK] sqrt { [UNK] varepsilon - { 0 } [UNK] mu - { 0 } } } }
tyle c = { [UNK] frac { 1 } { [UNK] sqrt { [UNK] varepsilon - { 0 } [UNK] mu - { 0 } } } } } 이므로 굴절률 n은 n = [UNK] [UNK] [UNK] 0 [UNK] 0 { [UNK] displaystyle n = { [UNK] sqrt { [UNK] frac { [UNK] varepsilon [UNK] mu } { [UNK] varepsilon - { 0 } [UNK] mu - { 0 } } } } } 과 같이 표시할 수 있다. 이 과정에서 [UNK], [UNK], [UNK] 상수로 취급하였지만 실제로 이 매개변수들은 전자기파의 진동수에 따라 어느정도 변하게 된다. 진동수가 다른 파는 매질에 따라 움직이는 속도가 달라진다. 따라서 여러 가지 진동수가 섞여있는 파는 매질 속을 진행하면서 파의 모양이 바뀌게 된다. 이때 전자기파는 이동하면서 에너지를 전달하게 되고, 에너지의 전달 속도는 군속도 v g = d w d k { [UNK] displaystyle v - { g } = { [UNK] frac { dw } { dk } } } 로 표현된다. 전자기장에 대한 물질의 반응인 [UNK], [UNK], [UNK] 진동수w의 함수로 표현 될 것이지만 [UNK] 많은 물질에서 [UNK] 큰 차이가 없으므로 w 에 대한 변화는 거의 없다. 그러므로
분리할 수 있다. 무지개 [ 편집 ] 무지개는 일상 생활에서 쉽게 접할 수 있는 분산의 대표적인 현상이다. 비가 온 후에 대기중에 떠다니는 작은 물방울들이 태양빛을 분산시키는 프리즘 역할을 하고, 이 물방울들에 태양빛이 입사한 후 굴절되는 과정에서 분산이 일어나게 된다. 보라색 빛은 빨간색 빛에 비해 굴절률이 크므로 같은 입사각으로 입사하였을 때 더 큰 굴절각을 가지며 물방울 속으로 입사하게 된다. 이렇게 입사하게 된 빛은 물방울 속에서 한번 반사된 후 물방울과 공기의 경계에서 다시 굴절되어 눈으로 들어오게 된다. 따라서 태양을 등지고 있어야 무지개를 관찰할 수 있다. 무지개의 발생 원리 태양광은 평행하게 지구에 입사하지만 물방울의 표면은 곡면이므로 결과적으로 태양광은 물방울에 대해 다양한 입사각을 가지게 된다. 따라서 서로 다른 각도로 굴절과 반사를 하게 되고 여러 가지 각도로 물방울을 빠져나오게 된다. 이렇게 진행하는 빛을 추적해 보면 빛이 여러 가지 각도에서 균일하게 퍼지는 것이 아니라, 입사광선에 대해 최소편위각의 방향으로 많은 빛이 나오게 된다. 그러므로 물방울에 평행하게 입사한 빛은 균일하게 퍼지지 않고, 특정한 각도로 많은 양의 빛이 퍼져나가게 되는데
바깥쪽에 있는 무지개의 색 배열이 다르다. 뚜렷하고 선명한 일차 무지개 주위로 희미한 이차 무지개가 나타나는 것을 쌍무지개라 한다. 이차무지개는 일차 무지개에 비해 색이 흐리고 색의 배열이 반대이다. 이러한 이차 무지개는 물방울에 입사한 백색광이 물방울 내에서 두 번 반사하여 만들어진다. 이때 두 번의 반사를 거치므로 공기중으로 굴절되어 나가는 빛의 양이 일차무지개에 비해 많게 되고, 따라서 이차 무지개는 일차무지개에 비해 희미하게 보이게 된다. 보라색 빛은 빨간색빛보다 굴절률이 크므로 더 큰 각도로 물방울 안으로 굴절하고, 두 번의 내부 반사를 거친 후 물방울을 빠져 나올때는 일차 무지개와 비교했을 때 반대의 색 배치를 갖게 된다. 이때 무지개각은 빨간색 빛이 [UNK], 보라색빛은 [UNK]. 따라서 일차 무지개에 비해 더 큰 각을 갖게 되므로 크기가 더 커보이며, 색의 배열이 반대가 된다. 달무리 [ 편집 ] 달무리란 [UNK] 구름이 끼어있을 때 달 주위에 나타나는 동그란 띠를 말한다. 달무리는 대기중에 떠 있는 얼음결정에 의해서 빛이 두 번 굴절되기 때문에 발생한다. 결정에 입사된 빛이 결정면에서 한번 굴절되고, 결정을 나가면서 또한번 굴절한다. 이때 22도
{ j } ^ { 2 } - [UNK] omega ^ { 2 } ) - i [UNK] gamma - { j } [UNK] omega } } ] } 따라서 굴절률은 다음과 같다. n [UNK] [ 1 N q 2 2 m [UNK] 0 [UNK] f j ( [UNK] j 2 - [UNK] 2 ) ( [UNK] j 2 - [UNK] 2 ) 2 [UNK] j [UNK] ] { [UNK] displaystyle n [UNK] cong [ 1 { [UNK] frac { Nq ^ { 2 } } { 2m [UNK] varepsilon - { 0 } } } [UNK] sum { [UNK] frac { f - { j } ( [UNK] omega - { j } ^ { 2 } - [UNK] omega ^ { 2 } ) } { ( [UNK] omega - { j } ^ { 2 } - [UNK] omega ^ { 2 } ) ^ { 2 } [UNK] gamma - { j } [UNK] omega } } ] } 위 식에서 진동수가 공명진동수 근처가 되면 굴절률이 감소하는데 이를 비정상 분산이라고 하며, 일반적으로 잘 일어나지 않는다. 그리고 진동수가 공명진동수와 유사할때를 제외한다면, 진동수가 커질 때 굴절률이 증가한다는 것을 식을 통해서 확인할 수 있다. 뉴턴의 색이론 [ 편집 ] 아리스토텔레스의 설 [ 편집 ] 17
분산(分散)을 거치면 태양빛을 프리즘에 통과시켜 스크린에 비추어 보면 여러 가지의 색으로 나뉜다. 이처럼 빛이 한 매질에서 다른 매질로 진행할 때 매질에 따라 빛의 속도가 달라지므로 굴절이 일어나게 되고, 이때 빛의 진행속도는 파장에 따라 달라지게 되는데 이를 빛의 분산이라고 한다.