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Michelson 간섭계에 의한 고체의 선팽창계수 측정방법
Measurement Method of Linear Expansion Coefficient for Solid Matter using Michelson Interferometer 원문보기

공학교육연구 = Journal of engineering education research, v.16 no.2, 2013년, pp.24 - 30  

김홍균 (한광고등학교) ,  김영선 (중부대학교 전기전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper deals with the measurement theory and technique of linear expansion coefficient for solid material using Michelson interferometer. The Michelson interferometer produces interference fringes by splitting a beam of monochromatic light so that one beam strikes a fixed mirror and the other a ...

주제어

#Linear expansion   #Michelson interferometer   #Wave length   #Interference pattern  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 고체의 선팽창계수를 측정하기 위한 방법으로 마이켈슨 간섭계를 이용할 수 있음을 제시하였다. 본 연구의 장점은 가열에 의해 고체가 늘어난 길이를 다이얼게이지나 마이크로미터를 이용하여 측정하는 것이 아니라 간섭무늬의 개수를 세는 방식으로 정확도가 λ/4 = 158.
  • 본 연구에서는 마이켈슨 간섭계를 이용하여 금속시료의 선팽창계수를 측정하고자 한다. 간섭계는 빛을 나누는 방법에 따라 파면 분할 간섭계와 진폭 분할 간섭계로 나눌 수 있는데, 파면 분할 간섭계는 영의 실험과 같이 파면을 둘 또는 그 이상으로 갈랐다가 다시 중첩시키는 구조로 되어 있으며, 진폭 분할 간섭계는 빛을 반투명 거울 등을 이용하여 일부는 반사, 일부는 투과시킨 뒤 다시 합성하는 구조로 되어 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열팽창현상의 원인은? 일정한 압력 아래에서 물질을 가열하면 대체로 물질의 부피가 증가하는데, 이를 열팽창(thermal expansion)이라고 한다. 이는 온도가 올라가면 물질을 구성하고 있는 분자들의 운동에너지가 증가하게 되어 분자들 사이의 평균거리가 커지기 때문이다(Halliday et al., 1994).
바이메탈은 무엇이며 어떤 특징이 있는가? 한편, 바이메탈은 온도변화에 대해 팽창이 잘되는 금속과 잘되지 않는 금속을 얇게 맞대어 붙인 소재인데, 온도가 올라가면 팽창이 잘되는 금속이 팽창이 잘되지 않는 금속보다 많이 팽창하여 팽창이 잘되지 않는 금속 쪽으로 휘어지게 된다. 이런 성질을 이용하여 바이메탈은 전기밥솥이나 전기다리미, 전기주전자와 같은 가정용 전기기구의 중요 부품으로 사용되며, 전류제한기나 자동개폐기 등에도 이용된다(Paul G.
마이켈슨 간섭계에서 광속분리기로 나누어진 빛이 한 점에 다시 모일 때까지의 경로 차에 따라 어떤 간섭현상이 일어나는가? 마이켈슨 간섭계는 거울(Mirror)과 광속분리기(Beam Splitter)를 이용한 진폭분리형 간섭계로 광원에서 나온 빛이 광속분리기에 의해 2개의 경로로 분리된 후 2개의 거울에 의해 각각 반사되어 한 점에 다시 모이는 구조로 되어있다. 이 때, 광속분리기에 의해 나누어진 빛이 한 점에 다시 모일 때까지의 경로 차에 의해 간섭현상을 일으키게 되는데, 사용한 광원의 파장을 λ라고 하면, 경로 차가 λ/2의 홀수배가 될 경우 상쇄간섭이 일어나며, 짝수배가될 경우 보강간섭이 일어난다(Eugene Hecht, 2002).
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참고문헌 (8)

  1. Halliday, Resnick(1994). Fundamentals of Physics: 2ed, 교학사: 495-496 

  2. Marrion, Hornyak(1989). Physics For Science and Engineering, 단대출판부: 465-466 

  3. 철도기술연구원-전자도서관, http://library.krri.re.kr/common/ highspeed/20030602/1_9363.html. 

  4. Halliday, Resnick, Walker(2006). Fundamentals of Physics: Extended 7/e, 범한서적주식회사: 575 

  5. Paul G. Hewitt(1993). Conceptual Physics Seven Edition, ADTEC: 235 

  6. Eugene Hecht(2002). Optics 4/ed, 두양사 : 470-524 

  7. Kenneth Krane(1996). Modern Physics Second Edition, John Wiley & Sons, Inc: 23-25 

  8. L. Montgomery Smith, Chris C. Dobson(1989), Absolute displacement measurements using modulation of the spectrum of white light in a Michelson interferometer. Applied Optics, 18(15): 3339-3342. 

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