0
Ç ú n Ú þ s Þp X T + b Ï· b Éù m Ç; c À W ¥ ¤U 4 t 8 ý Ä Z ØV Ä
] 9
;£ Ó x ∗ · »õ i u . > · T ? 0 å · ` 9 0 å
/ B
N Å Ò@ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ õ , Ø æz / B N Å Ò 314-701
ç
¡ ¬ £
ô
Çz @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , @ / 300-791 (2003¸ 6 Z 4 23{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
Z >
× ¦ Û æ ÷ ts , | 9 \ H Á ºt > hÒ o_ µ 1 ÏÒ q t " é ¶ ` ¦ ½ ©" î l 0 A # , | 9 _ ½ ¨ ¸\ ¦ F g < Æ
&
³p â , & ³p â Ü ¼ Ð O É % ò ì r$ 3 % i . Õ ªo ¦ s , | 9 \ He-Ne Y Us $ \ ¦ ¸ # s M :
H Á º] (\ ¦ O É % ò % i . Õ ª õ Z > × ¦ Û æ ÷ ts , | 9 \ H Á ºt > hÒ o É r Û æ ÷ ts , | 9 _
¦ s à Ô { 9 + þ AI _ < Ì ½ ¨ ¸\ _ ô Ç ì ø Í + þ A r] X _ r] X Á º] (e ` ¦ µ 1 ß+ À I .
PACS numbers: 01.40.Fk
Keywords: Û æ ÷ ts , | 9 , Á ºt > hÒ o, ¦ s à Ô { 9 , ì ø Í + þ A r] X , r] X
I. " e  ] Ø
Ä
ºo { 9 © _ & ³ © \ " f ¥ y ^ ¦ Ã º e H 2 £ § î
r Á ºt > h y n C Ò o¾ ú [ þ t É r _ F g < Æ& h & ³ © Ü ¼ Ð · ú 94 R e
. \ V @ / Ó ü t 0 A\ * e H l 2 £ § } 0 A\ H Á º t
> h Ò o¾ ú , î ß â _ ³ ð \ H Ò o¾ ú , 4 HØ æ_ , | 9
\
H + þ A+ þ AÒ oÒ o_ 2 £ § î r Ò o¾ ú , Å Ò ¸> h_ 5 Å q ,
| 9 s ~ ½ Ó_ ± ú > h\ H Ò o¾ ú 1 p x s Õ ª \ Vs .
s
7 á x À Ó_ 2 £ § î r Á ºt > h y n C Ò o¾ ú [ þ t É r { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð
· û
ª É r } \ _ ô Ç y n C_ ç ß [ O & ³ © \ _ ô Ç & ³ © Ü ¼ Ð ¸ ú · ú 9 4
R e [1–3]. Õ ª Q s Ò o¾ ú [ þ t × æ { 9 Â Ò H · û ª É r } \ _ K
H ç ß [ O & ³ © s l Ð H ¸y 9 ³ ð _ Ä ºÚ ¦
¿
ºÚ ¦ô Ç < Ì M :ë H \ µ 1 ÏÒ q t H F g < Æ& h & ³ © Ü ¼ Ð Ð ô Ç
. 7 £ ¤, l 2 £ §} s î ß â ³ ð _ Ò o¾ ú [ þ t É r · û ª É r } \ _ ô
Ç ç ß [ O & ³ © Ü ¼ Ð 2 [/ å L K t ë ß 4 HØ æ_ , | 9 , ¸> h _
5 Å q, | 9 , ~ ½ Ó_ ± ú > h\ H Ò o¾ ú É r ³ ð _ Ä ºÚ ¦
¿
ºÚ ¦ô Ç < Ì \ _ ô Ç y n C_ r] X & ³ © M :ë H s [4–6].
Schaffer [6], Addadi ü < Weiner [7] H Ô É r 4 ¤ \
H Á ºt > h Ò oG Ò q tl H " é ¶ ` ¦ ¦ s à Ô { 9
½
¨ ¸ M :ë He ` ¦ Å Ò & ³p â (SEM) ` ¦ : x K " f · ú
Í Ç x . Õ ªo ¦ s ¦ s à Ô { 9 ½ ¨ ¸ r] X ´ ò õ
\ ¦ { 9 Ü ¼& < Ê É r ¿ º t _ Ò o¾ ú ` ¦ { 9 Ü ¼ H z
´` ¦ µ 1 ß+ À I . ¢ ¸ô Ç Yan Liu [4, 5] ¸ Ô É r 4 ¤_ 5 Å q, | 9 s
½ ©g Ë :& h { 9 ½ ¨ ¸ Ð ÷ &# Q e 6 £ §` ¦ µ 1 ßy ¦, s ½ ¨ ¸
∗
E-mail: [email protected]
s " é ¶& h ì ø Í + þ A r] X % i ½ + É` ¦ # { 9 & ñ ô Ç % ò % i _
Ò o¾ ú ` ¦ + þ A$ í > H d` ¦ µ 1 ß+ À I .
: r ½ ¨\ " f H Z > × ¦ Û æ ÷ ts , | 9 \ " f 2 £ § î r Á º t
> h Ò o¾ ú s µ 1 ÏÒ q t H " é ¶ ` ¦ ½ ©" î l 0 A # Û æ ÷ ts
, | 9 _ ½ ¨ ¸\ ¦ F g < Æ & ³p â , & ³p â Ü ¼ Ð O É % ò #
¶
ú ( R Ð ¤ . Õ ªo ¦ Û æ ÷ ts , | 9 \ ó ¡ µ ¢ § W 1 : r(He-Ne) Y
Us $ \ ¦ ¸ # s M : µ 1 ÏÒ q t H Á º] (\ ¦ % 3 % 3 . : £ ¤ y s
Á º] ( ç ß [ O Á º] ( t r] X Á º] ( t \ ¦ l 0 A
#
Á º] (_ ½ ¨ ¸\ ¦ q § % i ¦, s \ ¦ : x # Û æ ÷ ts ,
| 9
_ U ´s { © × ¦ Ã º\ ¦ > í ß # z ´8 £ ¤ô Ç ° ú כõ q § % i .
II. m ] k ù > H± n Çß f Ä T Â ] Ø
Z >
× ¦ Û æ ÷ ts _ , | 9 \ H G Ò o ) a 2 £ § î r Á º ] ( r] X Á º] (e ` ¦ µ 1 ßy l 0 Aô Ç s : r& h H \ ¦ ¹ 1 Ôl 0 A
Õ
ªa Ë > 1. â + þ A ì ø Í (blazed grating).
-162-
# Õ ªa Ë > 1õ ° ú s â + þ A ì ø Í r] X \ ¦ ¸{ 9 % i
. Õ ªa Ë >\ " f â + þ A ì ø Í (blazed grating)\ { 9 F g s
[ þ t # Q M ® o` ¦ M : { 9 F g_ y ¸ θ
iü < ì ø Í F g_ y ¸ θ H θ
i− θ
b= θ
b− θ
θ
i= 2θ
b− θ (1)
Ð ³ ð & ³ ) a . # l " f θ
b H \ @ /ô Ç ì ø Í _ y ¸ s
.
Õ
ªa Ë > 2\ " f ¿ º F g \ _ ô Ç â Ð Γ 6 £ § ¸| ` ¦ ë
ß 7 á ¤½ + É M : µ 1 ß É r Á º] ( µ 1 ÏÒ q tô Ç .
Γ = d(sin θ
i+ sin θ) = mλ
⇒ d[sin(2θ
b− θ) + sin θ] = mλ
⇒ 2d sin θ
bcos(θ
b− θ) = mλ (2) ì
ø Í + þ A r] X \ " f_ r] X Á º] ( H : £ ¤& ñ ô Ç ¸| { 9 M :ë ß
è ß . Õ ª X < Z > × ¦Û æ ÷ ts _ , | 9 \ H G Ò
o ) a Á º] ( r] X & ³ © e ` ¦ µ 1 ßy l 0 AK " f H µ 1 ß É r Á º] (
s _ ç ß õ Á º] (\ ¦ ¶ ú ( R Ð ô Ç . $ µ 1 ß É r Á º] (
s _ ç ß ` ¦ · ú Ðl 0 AK " f H Õ ªa Ë > 3õ ° ú s
\
{ 9 F g s [ þ t # Qü < Û ¼ß ¼ 2 ;\ ∆θ_ ç ß Ü ¼ Ð Á º] (
µ
1 ÏÒ q t H â Ä º\ ¦ Ò q ty K ô Ç .
] X ô Ç Á º] ( s _ ç ß ` ¦ · ú Ðl 0 AK (2)d ` ¦ p ì
r
2d sin(θ
b− θ) sin θ
b= ∆m
∆θ λ (3)
Õ
ªa Ë > 2. ì ø Í + þ A r] X .
Õ
ªa Ë > 3. ì ø Í + þ A r] X \ _ ô Ç y ì rí ß .
d
Ü ¼ Ð ³ ð & ³ ) a . " f d = λ
2 sin(θ
b− θ) sin θ
b∆m
∆θ (4)
\
¦ % 3 H .
" f ∆m = 1{ 9 M : θ
b, θ, ∆θ\ ¦ 8 £ ¤& ñ < Ì s _ ç
ß d\ ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e . " f d ° ú כ\ _ K < Ì x 9 ¸° ú כ
¸ > í ß ½ + É Ã º e .
Õ
ªa Ë > 4. Z > × ¦ Û æ ÷ ts .
Õ
ªa Ë > 5. Z > × ¦ Û æ ÷ ts ³ ð _ F g < Æ & ³p â (×100).
Õ
ªa Ë > 6. Z > × ¦ Û æ ÷ ts ³ ð _ F g < Æ & ³p â (×200).
Õ
ªa Ë > 7. Z > × ¦ Û æ ÷ ts ³ ð _ Å Ò + þ A & ³p â ( ×1,000).
Õ
ªa Ë > 8. Z > × ¦ Û æ ÷ ts ³ ð _ Å Ò + þ A & ³p â ( ×2,000).
Õ
ªa Ë > 9. Z > × ¦ Û æ ÷ ts ³ ð _ Å Ò + þ A & ³p â ( ×3,500).
III. ÷ m Ç ] M ö
Û
æ ÷ ts , | 9 _ ½ ¨ ¸\ ¦ & ñ S X > · ú Ðl 0 A # F g
<
Æ & ³p â \ _ ô Ç r & h ' a¹ 1 Ïõ & ³p â \ _ ô Ç p r
& h ' a¹ 1 Ï ¿ º t Ð ½ ¨ ¸\ ¦ ¶ ú ( R Ð ¦, , | 9 \ ó ¡ µ ¢ § W 1
: r Y Us $ \ ¦ ¸ # r] X Á º] (\ ¦ % 3 % 3 .
1. þ s Þp X T · b Éù m Ç8 ý º
Õ
ªa Ë > 10. / B N CD ³ ð _ Å Ò + þ A & ³p â ( ×2,000).
Õ
ªa Ë > 11. r] X ó ø Í_ Å Ò + þ A & ³p â ( ×1,000).
1) Û æ ÷ ts , | 9 _ r & h ' a¹ 1 Ï
± pè H Ü ¼ Ð ' a¹ 1 Ïô Ç Z > × ¦ Û æ ÷ ts _ 1 p x É r Õ ªa Ë > 4ü < ° ú s F
g× þ s H 0 l qÒ os .
Õ
ªo ¦ Ð H r y \ Ò o¾ ú s Ø ÔX < 9, ,
| 9 \ Ä ºÚ ¦ ¿ ºÚ ¦ ¦ p [ jô Ç × ¦ Á º] ( e . Z > × ¦Û æ ÷ t s
, | 9 _ ½ ¨ ¸\ ¦ · ú Ðl 0 AK Ä º F g < Æ & ³p â ` ¦ 6
x # , | 9 _ ½ ¨ ¸\ ¦ ' a¹ 1 Ïô Ç õ Õ ªa Ë > 5,6õ ° ú . Õ ª a Ë
>\ è ß כ % ! 3 ³ ð \ H { 9 § > = Ð C \ P ) a × ¦ Á º] (
+ þ
A$ í ÷ &# Q e ¦, ³ ð ì ø Í Ö ¦ s B Ä º Z } . Õ ªa Ë > 5\ " f H
¸
ú Ðs t · ú §t ë ß Õ ªa Ë > 6\ " f H ~ ½ Ó ¾ Ós { 9 & ñ ô Ç = å S # Q
×
¦ Á º] (\ ¦ ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e . " f Û æ ÷ ts , | 9 É r q Ð ü w Ó
ü
t } \ " f% ! 3 é ß í Hô Ç · û ª É r } Ü ¼ Ð ÷ &# Qe t · ú § ¦ Ö ¦Ú æ Ô
¦Ú æô Ç < Ì + þ AI _ × ¦ Á º] ( e .
2) Û æ ÷ ts , | 9 _ p r & h ' a¹ 1 Ï
Û
æ ÷ ts , | 9 ³ ð _ p [ j > = å S # Q < Ì_ ½ ¨ ¸\ ¦
[ jy ¸ l 0 AK Å Ò + þ A & ³p â Ü ¼ Ð ` ¦ O É
% ò
ô Ç õ A Õ ªa Ë > 7, 8, 9\ ¦ % 3 % 3 .
0
A_ & ³p â \ è ß כ ° ú s Û æ ÷ ts ,
| 9
\ H { 9 & ñ ô Ç ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð \ P ÷ &# Q e H = å S # Q| 9 1 p w > s
# Q ¦ s à Ô { 9 (aragonite tile) + þ AI _ < Ì ½ ¨
¸(groove structure) Ð ÷ &# Qe 6 £ §` ¦ · ú Ã º e . s Qô Ç
<
Ì ½ ¨ ¸ H ½ ©g Ë :& h ¦ s à Ô + þ AI _ ½ ¨ ¸ Ð < Ì_ ç
ß s 10 µm & ñ ¸_ = å S # Q ì ø Í + þ A r] X Ð ^ ¦ Ã
º e . s { 9 _ ½ ©g Ë :& h J s ì ø Í + þ A r] X ó ø Í
%
i ½ + É` ¦ ½ + É Ã º e [5,6].
3) Û æ ÷ ts , | 9 õ r] X ó ø Í_ ½ ¨ ¸ q §
Û
æ ÷ ts , | 9 Ð 8 2 £ § î r Á ºt > hÒ o¾ ú s
Õ
ªa Ë > 12. Û æ ÷ ts , | 9 \ _ ô Ç r] X Á º] (.
Õ
ªa Ë > 13. CD ó ø Í ³ ð \ _ ô Ç Á º] (.
Õ
ªa Ë > 14. ì ø Í + þ A r] X ï ß ó ø Í\ _ ô Ç Á º] (.
H CDó ø Íõ ì ø Í + þ A r] X ó ø Í_ p r & h ½ ¨ ¸\ ¦ · ú
Ðl 0 A # s [ þ t` ¦ & ³p â Ü ¼ Ð O É % ò % i .
0
A_ Õ ªa Ë > 10, 11\ _ CDó ø Í_ â Ä º Track Pitch
0.74 ∼ 1.6 µm_ ç ß Ü ¼ Ð _ þ ta Å @s Õ ª# Q4 R e Ü ¼ 9, ì ø Í + þ
A r] X ¸ 1.5 µm ç ß _ < Ì ½ ¨ ¸\ ¦ s À Ò ¦ e
. Õ ªo ¦ < Ì_ ç ß s ¸x 9 ½ + ÉÃ º2 ¤ 2 £ § î r Á ºt > hÒ o s
¸ ú è ß . 7 £ ¤ Á ºt > hÒ o_ ì r í H < Ì x 9 ¸(groove density) \ _ > rô Ç . Å Ò + þ A & ³p â _ ì r$ 3 õ
Û æ ÷ ts , | 9 _ < Ìx 9 ¸ H 200 ± 40 (groove/mm) & ñ ¸
Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . Liu_ ½ ¨\ _ ¸> h, | 9 _ < Ìx 9 ¸
H 300 groove/mms [4, 5]. " f ¸> h, | 9 \ " f
¸ ì ø Í + þ A r] X ü < Ä » # Û æ ÷ ts , | 9 \
H Ò o¾ ú Ð 8 " î ¦ ª ô Ç Ò os Ø ¦ ) a .
4) Z > × ¦ Û æ ÷ ts , | 9 \ _ ô Ç r] X Á º] ( ì r$ 3
Û
æ ÷ ts , | 9 s < Ì ç ß s d ∼ eq4.52 µm ½ ©g Ë :
&
h ¦ s à Ô { 9 + þ AI _ < Ì ½ ¨ ¸ Ð ÷ &# Qe l M : ë
H \ ì ø Í + þ A r] X ó ø ÍÜ ¼ Ð 6 x½ + É Ã º e . " f r ] X
Á º] (\ ¦ % 3 l 0 AK s ³ ð \ 632.8 nm_ ó ¡ µ ¢ § W 1 : r Y U s
$ \ ¦ ¸ ô Ç õ Õ ªa Ë > 12ü < ° ú É r r] X J ` ¦ % 3 % 3 .
Õ
ªo ¦ s r] X J ` ¦ CDó ø Íõ ì ø Í + þ A r] X ó ø Í\ " f
%
3 # Q r] X Á º] (ü < q § l 0 AK O É % ò ô Ç õ A Õ
ªa Ë > 12, 13, 14s .
Õ
ªa Ë > 12\ " f Ð H כ ° ú s Û æ ÷ ts , | 9 \
H Á º] ( H ì ø Í + þ A r] X J s . s r] X Á º] (_ 0 Au Z > y © ¸ì r í\ ¦ l 0 A # 0 > p ' (power meter) Ð 0 Au Z > y n C_ y © ¸\ ¦ ¸ ô Ç õ Õ ªa Ë > 15ü < ° ú
É
r õ \ ¦ % 3 % 3 . ¢ ¸ô Ç (4)d \ ∆m = 1{ 9 M :_ θ
b, θ,
∆θ\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ θ
i− θ
b= θ
b− θ ∼ eq85
◦, θ
b∼ eq30
◦, θ ∼ eq−55,
∆m∆θ=
0.14rad1Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . " f s [ þ t
Õ
ªa Ë > 15. Û æ ÷ ts , | 9 \ _ ô Ç r] X Á º] (_ 0 Au Z > y ©
¸ì r í.
8
£
¤& ñ ° ú כ` ¦ @ /{ 9 # d\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ d ∼ eq4.55 µm M
®
o . s ° ú כ` ¦ s : r° ú כõ q § l 0 A # (3)d _ ý a \
@
/{ 9 # Û æ ÷ ts , | 9 _ < Ì x 9 ¸\ ¦ > í ß ô Ç õ < Ì x 9
¸ H 219.7 groove/mm Ð > í ß ÷ &% 3 . s ° ú כ É r Å Ò + þ A
& ³p â Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ) a 200 ± 40 (groove/mm)_ # 3 0 A\ e H ° ú כs . Õ ªo ¦ Û æ ÷ ts , | 9 H r] X Á
º] ( × æ © _ ] j 1 F G @ /_ ; ¤ s É r Á º] (; ¤_ 2C \ ¦ t
ô Ç . Õ ª QÙ ¼ Ð Û æ ÷ ts , | 9 \ " f H Á ºt > h Ò
o_ : £ ¤& ñ ô Ç Ò o¾ ú É r y n C_ r] X & ³ © \ _ ô Ç Á º] (s .
IV. + s Ç Â ] Ø õ m Í < g ¹ Å
& ³p â Ü ¼ Ð Z > × ¦ Û æ ÷ ts _ , | 9 ` ¦ O É % ò ô Ç õ
<
Ì x 9 ¸ 200 ± 40 (groove/mm) & ñ ¸ ¦ s
à Ô { 9 + þ AI _ < Ì ½ ¨ ¸ Ð ÷ &# Qe 6 £ §` ¦ S X % i . Õ ª o
¦ s < Ì ½ ¨ ¸ ì ø Í + þ A r] X + þ AI _ r] X Á º] (\ ¦ { 9
Ü ¼& Û æ ÷ ts , | 9 \ " f H { 9 & ñ ô Ç % ò % i _ à ÌÒ o ) a Á º ] ( µ 1 ÏÒ q tô Ç . s à ÌÒ o ) a Á º] ( r] X & ³ © e ` ¦ µ 1 ßy ¦
r] X Á º] (_ 0 Au Z > y © ¸ì r í\ ¦ ¸ ô Ç õ + þ A& h
r] X Á º] (_ J ` ¦ Ð% i ¦, ' a > d \ _ d\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô
Ç õ d ∼ eq5 µm Ð groove à º H 219.7 groove/mm Ð
>
í ß ÷ &% 3 . s ° ú כ É r Å Ò + þ A & ³p â Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ
)
a 200 ± 40 (groove/mm)_ # 3 0 A\ e H ° ú כÜ ¼ Ð { 9 u ô Ç
. ¢ ¸ô Ç r] X Á º] ( × æ © _ ] j 1 F G @ /_ ; ¤ s É r Á º] (
;
¤_ 2C e ` ¦ S X % i . Õ ª QÙ ¼ Ð Û æ ÷ ts , | 9 \ " f
H Á ºt > hÒ o_ : £ ¤& ñ ô Ç Ò o¾ ú É r ¦ s à Ô { 9 + þ
AI _ < Ì ½ ¨ ¸\ _ ô Ç y n C_ r] X & ³ © \ _ ô Ç Á º] (s .
Y c
p w à U Ø ô
[1] / B N ½ Ód ü @, · ú l / 'î r Ó ü t o < Æ y © _ , ' õ A# 3 Ø ¦ó ø Í (1998).
[2] Jurgen R. Meyer-Arendt. Introduction to Classical &
Modern Optics. Prentice Hall, (1995).
[3] D. Halliday ü @, Fundamentals of Physics(Sixth Edi- tion), # 3 ô Ç" f& h (2002).
[4] Y. Liu, J. Shirley and K. Hurwit, Iridescence color of a shell of the mollusk Pinctada Margaritifera caused by diffaction, Optics Express (1999).
[5] Yan Liu, The iridescence color of shells, Proceeding of SPIE Vol. 4421 (2002).
[6] T. E. Schafer et al., Does abalone nacre form by het- eroepitxial nucleation or by growth through mineral bridges. Chemistry of materials 9, 1731 (1999).
[7] L. Addadi and S. Weiner, A pavement of pearl, Na- ture 389, 912 (1997).
[8] C. Palmer, Diffraction Grating Handbook, 4th edi-
tion (Rochester 2000).
Analysis of the Iridescence Color on the Surface Shell of Bulljul Beats
Keun Cheol Yuk,
∗Bong Jin Kim, Tae Hun Lee and Sun Whun Nam Department of Physics Education, Kongju National University, Kongju 314-701
Soo Chang
Department of Physics, Hannam University, Daejon 300-791 (Received 23 Jun 2003)
The surface structure of the shell of Bulljul beats was studied by using both an optical microscope and a scanning electron microscope. An aragonite-tile-ttype groove structure was observed on the surface area where the iridescence color appears. The pattern of light scattered by the groove structure could be explained by the theory of Fraunhofer diffraction. Thus, we conclude that the iridescence color on the shells of Bulljul beats can be attributed to diffraction by the groove structure of a reflection grating.
PACS numbers: 01.40.Fk
Keywords: Shell of Bulljul beats, Iridescene color, Aragonite tile, Reflection type grating, Diffraction
∗
