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그림은 파장 λ인 단색광을 이용한 영의 이중 슬릿 실험 장치와 스크린에… | [변리사 1차] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 16년 1회차
그림은 파장 λ인 단색광을 이용한 영의 이중 슬릿 실험 장치와 스크린에 나타나는 간섭무늬의 세기를 모식적으로 나타낸 것이다. 슬릿 사이의 거리는 d, 슬릿과 스크린 사이의 거리는 L, 간섭무늬의 어두운 부분 사이의 거리는 y이다. 표의 ㄱ∼ㄷ과 같이 실험 조건을 변화시켰을 때, y가 작아지는 경우만을 있는 대로 고른 것은?
문제 이미지
1
ㄱ
2
ㄴ
3
ㄷ
4
ㄱ, ㄴ
5
ㄱ, ㄷ
해설

간섭무늬 간격이 y=λLdy=\dfrac{\lambda L}{d}이므로 파장을 절반으로 줄인 경우와 슬릿 사이 거리를 2배로 늘린 경우에 y가 작아진다.

표는 파장·슬릿 사이 거리·슬릿과 스크린 사이 거리를 각각 ㄱ은 (λ/2, d, L), ㄴ은 (λ, 2d, L), ㄷ은 (λ, d, 2L)로 바꾼 조건이다.

  • 파장이 λ/2가 되면 y′=(λ/2)Ld=y2y'=\dfrac{(\lambda/2)L}{d}=\dfrac{y}{2}로 작아진다.
  • 슬릿 사이 거리가 2d가 되면 y′=λL2d=y2y'=\dfrac{\lambda L}{2d}=\dfrac{y}{2}로 작아진다.
  • 슬릿과 스크린 사이 거리가 2L이 되면 y′=λ(2L)d=2yy'=\dfrac{\lambda (2L)}{d}=2y로 오히려 커진다.

즉 y는 파장과 스크린까지의 거리에 비례하고 슬릿 사이 거리에 반비례하므로, 첫 두 조건만 무늬 간격을 좁힌다.

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