밀리칸 실험장치를 이용한 공기 중 작은 입자에 의한 산란 편광 측정 = Polarization Measurement of Light Scattered by Small Airborne Particles using the Millikan Experiment Kit

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Polarization, a wave characteristic of light, is the vibrational direction of electromagnetic waves. The polarization state of light is changed by the surrounding environment, and in the case of natural light, the light scattered by small scatters is fully polarized in a certain direction. We designed a simple experiment to observe the polarization of light scattered by small airborne scatterers using the Millikan experiment kit. By impinging 550-nm laser light onto airborne oil droplets, we observed that the scattered light became linearly polarized at a certain angle. For analytical proof, we used the image to extract the RGB value. This design is advantageous for observing the polarization state of scattered light from airborne particles, whose size is a few micrometers, in a relatively simple way.

국문 초록 (Abstract)

빛의 파동적 특성 중 하나인 편광(Polarization of Light)은 전자기파의 진동 방향으로, 빛의 편광 상태는 주변 환경에 의해 변화하며 자연광의 경우 공기 중의 작은 산란체에 의한 산란이 편광이 된다. 우리는 밀리칸 실험 키트를 이용해 공기 중의 산란체에 의한 빛의 산란 편광을 관측할 수 있는 간단한 방법을 설계하였다. 550-nm 파장의 Laser source를 공기 중 기름방울 입자에 조사하여 특정 각도에서 산란광이 선형 편광화(Linearly polarized) 되는 것을 관측하였다. 분석적 입증을 위해 이미지 센서를 활용하여 촬영하고, Python을 이용해 해당 사진의 RGB값을 추출하여 데이터화 하였다. 해당 설계는 수 마이크로미터 크기인 공기 중 입자의 산란광에 의한 편광 상태를 비교적 간편한 방법으로 관찰할 수 있다는 장점을 가지고 있다.