소개글
"인천대학교 현대물리학실험 Franck-Hertz 실험 결과보고서"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 원리
1.3. 실험 기구 및 장치
1.4. 실험 방법
1.4.1. 설치
1.4.2. 절차
1.4.3. 분석
1.5. 실험 시 주의사항
2. 실험 결과 및 분석
2.1. 10^(-12) A로 측정한 결과
2.2. 10^(-11) A로 측정한 결과
2.3. 상대오차 계산
3. 고찰 및 토의
4. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
이번 Franck-Hertz 실험의 목적은 가열된 음극에서 방출되어 수은 원자에 충돌한 후 저지 전압을 이겨내고 집속판에 도달하는 전자의 양을 전류계로 측정하여 수은 원자의 불연속적인 에너지 준위를 확인하는 것이다.
전자는 아르곤 튜브 내부의 두 그리드 사이에 알려진 전위를 적용하여 가속되며, 전자가 아르곤의 외부 궤도 전자 중 하나를 발생시키기에 충분한 운동 에너지를 가질 때 아르곤 원자와 비탄성 충돌을 일으키게 된다. 이러한 전자 운동 에너지의 손실은 아르곤의 전자 전류를 감소시키며, 여기된 아르곤 전자가 여기 상태에서 다시 떨어지면서 광자의 형태로 에너지를 방출하게 된다. 이를 통해 가속 전압, 플랑크 상수 등을 결정할 수 있다.
따라서 이번 실험을 통해 수은 원자의 불연속적인 에너지 준위를 확인하고, 양자역학의 기본 원리를 이해할 수 있을 것으로 기대된다.
1.2. 실험 원리
전자는 아르곤 튜브 내부의 두 그리드 사이에 알려진 전위를 적용하여 가속된다. 전자가 아르곤의 외부 궤도 전자 중 하나를 발생시키기에 충분한 운동 에너지를 가질 때, 아르곤 원자와 비탄성 충돌을 일으키면 전자는 특정 운동량을 잃는다. 이러한 전자 운동 에너지의 손실은 아르곤의 전자 전류를 감소시킨다. 매우 짧은 시간 내에 여기된 아르곤 전자가 여기 상태에서 다시 떨어지면서 광자의 형태로 에너지를 방출하는 바닥 상태 수준으로 가속 전압이 증가함에 따라 전자는 여러 번 충돌하고 아르곤 원자의 여기 에너지는 전류를 감소시킨다. 따라서 가속 전압, 플랑크 상수 등을 결정할 수 있다.
1.3. 실험 기구 및 장치
이 실험에 사용된 기구 및 장치는 다음과 같다.
Tunable DC Power Supply Ⅰ (SE-6615) 1개는 Franck-Hertz 튜브의 필라멘트(K)와 그리드 1(G1)에 전압을 공급하는 데 사용된다. 필라멘트 전압은 약 6.3V이며, 그리드 1과 음극 사이의 전압은 약 1.5V로 설정된다.
Tunable DC Power Supply Ⅱ (SE-9644) 1개는 그리드 2(G2)와 집극판(A) 사이의 전압을 공급하는 데 사용된다. 그리드 2와 집극판 사이의 전압은 약 100V까지 설정할 수 있다.
DC Current Amplifier (SE-6621) 1개는 집극판(A)에 도달하는 전자 전류를 측정하는 데 사용된...
참고 자료
인천대학교 학습관리시스템(INU LMS) OO주차(OO/OO~OO/O0) 동영상 및 자료, 2021.OO.OO
인천대학교 학습관리시스템(INU LMS) O주차(00/00~00/00) 동영상 및 자료, 2021.00.00
양자역학개론: (https://www.cheric.org/files/education/cyberlecture/e201001/e201001-1102.pdf), 2021. 00. 00
경상대 물리학과 정기수 교수의 자료실 - 프랑크 헤르츠실험:
(http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/modexp/FranckH/main.htm), 2020. 00. 00
