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1[7급 국가직 물리학개론] 24년 1회차
이중슬릿 간섭실험에서 두 슬릿의 간격이 1.0 mm이고 슬릿으로부터 2.0 m만큼 떨어진 스크린에서 간섭무늬를 관찰한다. 입사광이 파장 200 nm와 600 nm의 두 단파장 성분들로 구성된다면, 간섭무늬에서 세기가 0인 띠들의 배열 주기(mm)는?
1
0.4
2
0.6
3
0.8
4
1.2
해설

세기가 0인 띠의 배열 주기는 1.2 mm이다.

세기가 0이려면 두 파장이 동시에 어두운 무늬여야 한다. 어두운 무늬 위치는 y=(m+12)λLdy=\left(m+\dfrac{1}{2}\right)\dfrac{\lambda L}{d}이다.

200 nm: 간격 (200×10−9)(2.0)1.0×10−3=0.4 mm\dfrac{(200\times10^{-9})(2.0)}{1.0\times10^{-3}}=0.4\ \mathrm{mm} → 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8 mm …
600 nm: 간격 1.2 mm → 0.6, 1.8, 3.0 mm …
600 nm의 어두운 무늬는 모두 200 nm의 어두운 무늬와 겹치므로 세기 0인 띠는 1.2 mm마다 나타난다.

  • 0.4 mm: 200 nm 성분만의 간격으로, 그 사이 일부 위치에서는 600 nm 빛이 밝게 남는다.
  • 0.6 mm: 600 nm 무늬 간격의 절반으로 어두운 무늬가 겹치는 주기가 아니다.
  • 0.8 mm: 0.4 mm의 2배일 뿐 600 nm의 어두운 무늬 배열과 일치하지 않는다.

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