■교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	편광경			실험 원리	빛과 편광
실험 시간	50분	실험 분야	물리	실험 방법	4인 1조 , 개별실험
세트구성물	편광 관찰용 어둠상자 도안, 편광 필름, 편광 필름 고정용 스폰지, 양면테이프, 고정단추 세트, 볼체인고리
교사준비물				학생준비물	가위, 자, 펜
실험 결과	편광경을 하나씩 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 편광 필름에 얼룩이 남지 않도록 손으로 잡고 꺼낼 때 주의합니다. TIP 2. 상자를 조립할 때 보고서를 잘 보고 완성합니다. TIP 3. 볼체인은 상자에서 분리하여 휴대할 때 사용합니다.

3D 안경을 끼고 3D 영화를 본 적이 있나요?

그 안경의 렌즈는 어떤 색깔이었나요? 어떤 재질로 보였나요?

안경의 렌즈는 짙은 회색빛입니다. 단순히 플라스틱으로 보입니다. 등등 경험을 비추어 발표를 유도합니다.

편광[偏光]

그림에서 알 수 있듯이 용수철의 진동 방향이 틈의 방향과 같을 때 파는 틈을 통과해 나아갈 수가 있다. 틈의 방향과 용수철의 진동 방향이 수직인 경우에는 파는 틈을 통과할 수 없다. 그러나 용수철에 종파가 퍼져 갈 경우에는 틈의 방향에 상관없이 파는 틈을 통과할 수가 있다. 틈과 비슷한 역할을 하는 것이 편광판이다. 편광판은 원자의 구조적 특성으로 특정한 방향으로 진동하는 빛만을 통과시킨다. 여기서 특정한 방향으로 진동하는 빛을 편광이라고 한다. 보통의 광원에서 나오는 빛을 두 개의 나란히 놓인 편광판에 통과시키면 두 편광판의 방향이 이루는 각도에 따라 통과한 빛의 세기가 변한다. 두 편광판의 방향이 같을 때 빛의 세기는 최대이고 서로 수직일 때 빛의 세기는 최소가 된다. 이것으로 우리는 빛이 횡파(橫波)임을 알 수 있다.

편광 [偏光] (Basic 고교생을 위한 물리 용어사전, 2002. 4. 15., (주)신원문화사)

편광판

얇은 판 모양의 편광자. 자연광을 입사시켰을 때, 투과광(透過光)이 직선편광·원편광·타원편광이 되는 것으로 나누어진다.

직선편광을 얻기 위해서는 서로 수직방향으로 진동하는 빛에 대한 흡수의 이방성(異方性 ; 이색성〈二色性〉)을 이용해 한쪽 빛을 흡수하고, 원편광·타원편광을 얻는 것은 입사광에 대해 직선편광판·파장판(波長板)을 붙인 형태로 되어 있다.

파장판이란, 서로 수직인 두 주축(主軸) 방향으로 진동하는 직선편광이 이 판을 지났을 때, 두 직선편광 사이에 정해진 값의 광로차(光路差)가 생기게 하는 두께를 가진 것이다.

[그림]과 같이 광로차가 1/4파장이 되는 두께 d를 가진 파장판(1/4파장판이라고 한다)을 그 주축이 직선편광의 진동방향에 대해 45°를 이루도록 배치하면, 투과광은 원편광이 된다.

[그림]의 조합은 입사광의 파장, 파장판의 두께, 주축방향을 바꾸면, 임의의 타원편광을 만들 수 있다.

편광판은 입사편광의 진동방향 등 편광의 특성을 밝히는 검광자(檢光子)로서도 쓰이는데, 폴라로이드가 잘 알려져 있다.

편광 필름[polaroid film, 偏光-]

입사광의 수직 또는 수평 편파를 구분하여 통과시키거나 차단시킬 수 있는 성질의 필름. 노트북 컴퓨터와 모니터 등의 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT-LCD)나 카메라 특수 효과용 필터, 입체 영화 안경 등에 사용되는 광학 필름이다. 액정 표시 장치(LCD) 모듈의 백라이트에서 나오는 빛의 세기는 모든 방향으로 균등하나 편광 필름은 이러한 빛 중에서 편광 축과 동일한 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고 그 외는 흡수 또는 반사하여 특정 방향의 편광을 만드는 역할을 한다. 이 편광이 LCD 액정을 지날 때 화소별로 액정의 나열 방향을 전기적으로 조절함으로써 화소의 밝기가 변하게 된다.                                   편광 필름 [polaroid film, 偏光-] (IT용어사전, 한국정보통신기술협회)

횡파 [橫波, transverse wave]

파동이 진행하여 나아가는 방향과 매질의 진동 방향이 수직을 이룰 때 이러한 파동을 횡파라고 부른다.

긴 용수철을 용수철의 길이 방향과 수직인 방향으로 흔들어 보자. 아래 위로 흔들리는 출렁거림이 용수철의 길이 방향을 따라 전달이 되는 것을 눈으로 확인할 수 있을 것이다. 이처럼 파동의 전달 방향과 진동방향, 즉 용수철의 출렁거림이 수직인 파동을 횡파라고 부른다.

일상 생활에서 볼 수 있는 횡파의 종류

기타 줄과 같이 현악기의 줄을 잡아당겼다 놓았을 때 생기는 파동이나 호수에 돌을 던졌을 때 퍼져나가는 물결파는 횡파의 일종이다. 물결 위에 나뭇잎을 놓으면 진동으로 인해 나뭇잎이 아래 위로 흔들리는 것을 관찰할 수가 있고 원형의 물결은 돌이 떨어진 점을 중심으로 점점 더 큰 원을 그리며 호수 가장자리로 퍼져나가는 것을 볼 수 있다. 물결의 진동과 파의 진행 방향이 수직을 이루므로 물결파는 횡파이다. 기타 줄은 줄의 길이와 수직인 방향으로 아래 위로 떨리고 파동은 줄 방향으로 진행하므로 역시 횡파의 한 종류이다.

횡파의 예

빛과 라디오 파, x-ray 같은 전자기파도 전자기 장의 세기 변화가 파의 진행방향과 수직으로 일어나므로 횡파에 속한다.

지진파 중 S파의 경우 매질을 아래 위로 흔들면서 전달되어 나가기 때문에 역시 횡파이며 고체일 경우 상하운동이 전달이 되지만 액체나 기체를 만날 경우 매질을 아래위로 흔드는 힘이 분산이 되어 더 이상 전달이 되지 않는다. 전달속도는 약 4Km/s 이며 횡파의 특성상 아래위 방향으로 흔들림이 많기 때문에 종파인 P파에 비해 더 많은 피해를 주게 된다.

[출처] 횡파 [橫波, transverse wave ] | 네이버 백과사전