■교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	회절경			실험 원리	파동의 회절현상, 빛의 분산
실험 시간	50분	실험 분야	물리	실험 방법	4인 1조 , 개별실험
세트구성물	회절 관찰용 어둠상자 도안, 회절 필름, 회절 필름 고정용 스폰지, 양면테이프, 고정단추 세트, 볼체인고리
교사준비물				학생준비물	가위, 자, 펜
실험 결과	회절경을 하나씩 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 회절 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.

문을 조금 열어놓아 사람은 보이지 않는 상황, 말 소리는 들을 수 있을까요?

내 키보가 높은 담을 사이에 두고 친구와 이야기하면 소리가 들릴까요?

말하는 사람은 가려 보이지 않아도 말소리는 잘 들을 수 있습니다.

회절[diffraction 回折]

요약 파동이 장애물 뒤쪽으로 돌아 들어가는 현상. 입자가 아닌 파동에서만 나타나는 성질이다.

파동의 회절과 간섭 현상

입자의 진행경로에 틈이 있는 장애물이 있으면 입자는 그 틈을 지나 직선으로 진행한다. 이와 달리 파동의 경우, 틈을 지나는 직선 경로뿐 아니라 그 주변의 일정 범위까지 돌아 들어간다. 이처럼 파동이 입자로서는 도저히 갈 수 없는 영역에 휘어져 도달하는 현상이 회절이다. 물결파를 좁은 틈으로 통과시켜 보면 회절을 쉽게 관찰할 수 있다.

회절의 정도는 틈의 크기와 파장에 영향을 받는다. 틈의 크기에 비해 파장이 길수록 회절이 더 많이 일어난다. 즉, 파장이 일정할 때 틈의 크기가 작을수록 회절이 잘 일어나, 직선의 파면을 가졌던 물결이 좁은 틈을 지나면 반원에 가까운 모양으로 퍼진다.
일상생활과 회절현상
담장 너머의 사람이 보이지는 않아도 말하는 소리는 들을 수 있다. 소리(음파)는 공기를 매질로 하는 파동이므로 회절이 일어난다. 따라서 담장 너머의 말소리는 담장 위쪽을 돌아 반대편까지 전달된다.

사진기의 조리개를 조이면 선명한 사진을 얻을 수 있지만 과도하게 조이면 오히려 사진의 품질이 떨어지기도 한다. 이것은 조리개를 구성하는 여러 개의 날 사이의 틈을 지나는 빛이 회절에 의해 분산되기 때문이다.

라디오의 AM방송은 FM방송에 비해서 수신이 잘 된다. 이는 AM방송에 쓰는 전파의 파장이 FM방송에 사용되는 파장의 길이보다 길어서 건물이나 장애물을 만났을 때 회절되어 구석구석 잘 전달되기 때문이다.

[네이버 지식백과]회절 [diffraction, 回折] (두산백과)

목  적 : 회절격자로 무지개를 만들어 보고, 이 현상을 통해 회절과 간섭의 이해를 높인다.

준비물 : mesh형 회절격자 sheet(60×60cm), 백열등(혹은 할로겐 램프).

방  법 : 회절격자 sheet를 연직방향으로 설치하고, 1m쯤 뒤에 할로겐 램프를 켜두고, 앞에서 바라보면 어떻게 보일까?

결  과 : 방사선 형태의 아름다운 무지개가 생긴다.

원  리

⑤격자구조가 모눈종이와 같은 메쉬형일 때는 사각의 격자점에 밝은 보강점이 생기므로 여기에 백색광을 비추면 방사선 모양의 무지개가 생기고, 색갈의 순서는 밖에서 안쪽으로 빨 주 노··보의 순이다.

회절 격자[回折格子]

평면 유리나 오목한 금속판에 다수의 평행선을 등간격으로 새긴 것, 즉 일정한 간격으로 슬릿을 무수히 많이 만들어 놓은 것을 말한다. 여기에 빛을 비추면 투과 또는 반사된 빛이 파장별로 나뉘어 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 회절 격자(평면 유리로 만들어진)에 평행으로 입사한 빛들은 금이 그어진 곳에서는 흡수되거나 산란하고 금이 그어지지 않은 좁은 틈으로 들어오는 빛은 통과한다.
그러나 통과한 빛은 그대로 직진하지 않고 호이겐스의 원리에 의하여 회절되어 원 기둥 형태로 퍼져 나간다. 이때 이웃하는 틈으로 통과한 빛과의 광로(光路) 차이가 파장의 정수배가 되는 조건이라면 서로 보강 간섭이 일어나 빛이 강해지지만 광로 차이가 파장의 정수배가 아닐 때에는 소멸한다. 따라서 보강 간섭이 일어나는 조건이 성립하는 어떤 특정한 방향으로만 빛이 밝게 비추고, 그 조건은 그 빛의 파장에 따라 달라지기 때문에 여러 파장의 빛이 섞여 있을 때에는 프리즘에서처럼 파장별로 분리된다.

[네이버 지식백과] 회절 격자 [回折格子] (Basic 고교생을 위한 물리 용어사전, 2002. 4. 15., (주)신원문화사)

회절 격자

CD를 자세히 관찰해 보면 그 표면에 수많은 가는줄이 있음을 볼 수 있다. 그 수많은 가는 줄 때문에 CD가 백색광을 분산시켜 여러 색의 단색광을 보여주는 것이다. 이러한 가는 줄을 회절격자라 하는데, 회절 격자란 평면 유리나 오목 금속판에 여러 개의 평행선을 같은 간격으로 새긴 것으로, 이것에 빛을 조사(照射)하면 투과 또는 반사된 빛이 파장별로 나뉘어서 그 스펙트럼을 얻을 수 있다.

프리즘보다 빛을 분산시키는 성능이 좋고 스펙트럼 띠가 장파장인 빨강 쪽에서도 좁아지지 않으며, 빨강에서 보라에 이르기까지 스펙트럼의 색띠가 각 파장마다 균일하게 퍼져, 스펙트럼 띠가 1차·2차·3차로 병렬적으로 나타나는 점 등 프리즘에 의해 일어나는 것과는 다른 특징을 볼 수 있다. 회절 격자를 제작하는 데는 보통 다이아몬드 각선기를 사용하는데, 1㎝당 수천 개나 되는 가는 선을 새기는 작업은 극히 어려우므로 실제로는 선을 새긴 회절 격자을 플라스틱에 옮기고 이것을 유리판에 붙인 레플리카 격자를 이용하는 경우가 많다.

[네이버 지식백과] 파동의 회절 (통합논술 개념어 사전, 2007. 12. 15., 청서출판)

호이겐스의 원리

파동의 전파를 설명하는 원리로서, 파면 위의 모든 점들은 새로운 점파원이 되고 이 점파원에서 만들어진 파들의 파면에 공통 접선이 새로운 파면이 된다. 이 원리를 발표한 네덜란드의 물리학자이자 천문학자인 호이겐스의 이름을 따 호이겐스의 원리라고 한다.