[A+] 흑체복사 실험보고서 레포트

소개글

"[A+] 흑체복사 레포트"에 대한 내용입니다.

목차

없음

본문내용

1. 실험 목적
측정된 전압과 전류로부터 전구의 저항력을 결정함으로써 전구 필라멘트의 온도를 간접적으로 예측할 수 있다. 온도로부터 이론상의 피크 파장(peak wavelength)을 계산하고 측정된 피크 파장과 비교할 수 있으며, 온도의 변화에 따른 전류, 파장의 변화를 확인한다. 전류가 높아짐에 따라 파장이 어떻게 변화하는지 관찰한다.

2. 실험 원리
백열전구의 스펙트럼은 각(angle)의 한 기능으로서 상대광도(relative light intensity)를 측정하는 프리즘 분광광도계를 사용하여 손으로 스캐닝 된다. 광역 스펙트럼 조도 센서는 프리즘과 함께 사용되므로 대략 400nm부터 2500nm에 이르는 전체 스펙트럼이 회절격자(grating)에 의해 발생된 순서 중복 없이 스캐닝 될 수 있다. 각도에 상응하는 파장은 프리즘 분광광도계에 대한 방정식을 사용하여 계산된다. 스펙트럼이 스캐닝 됨에 따라, 상대광도는 하나의 파장의 함수로 나타낼 수 있으며, 고유한 흑체 곡선을 형성한다. 전구의 강도는 약해져서 온도를 감소시키고, 최고 파장에서 곡선이 어떻게 바뀌어 포개지는지 나타내도록 스캔이 반복된다.

그림 1 Plank 이론에 의한 흑체복사 강도곡선 3000K (이미섭, 2013)
응집 물질로 이루어진 모든 물체는 모든 온도에서 플랑크의 복사공식에 따라 복사하며, 실온에서 물체가 방출하는 복사는 우리 눈에는 잘 보이지 않는 스펙트럼의 적외선 부분이다(이미섭, 2013)
낮은 온도에서 실험하는 경우(전구 전압이 낮은 경우) 가시광선 영역에서 피크를 확인하지 못할 수 있다.

본체로부터 방출된 복사 강도(I)는 아래와 같이 플랑크의 복사법칙(Planck's Radiation Law) 에 의해 구할 수 있다.
(식 1)
(여기서 c 는 진공에서 빛의 속도이고, h 는 플랑크 상수이며, k 는 볼츠만 상수이고, T 는 본체의 절대 온도이며, λ 는 복사 파장이다. )

참고 자료

흑체 복사” 실험설명서, 부산대학교 물리학과
일반물리학, 개정10판, 챕터 40, 흑체 복사, david halliday 외 2명, 범한서적, 2015년, 19장
“Black body”, 위키백과, https://en.wikipedia.org/wiki/Black_body