플랑크 흑체복사와 빈의 변위 공식을 이용한 꼬마 전구의 온도와 플랑크 상수 측정 (Measurements of Temperature of a pilot lamp and the Planck's constant by Use of Planck Blackbody Radiation and Wien's Displacement Formula)

서지정보

· 발행기관 : 한국현장과학교육학회
· 수록지 정보 : 현장과학교육 / 8권 / 2호 / 149 ~ 154페이지
· 저자명 : 이미섭, 김상년

초록

플랑크 상수를 실험적으로 측정하기 위하여 빛의 파장과 세기를 그 빛을 방출하는 물체의 온도와 관련시켜 주는 플랑크 흑체복사 공식과 빈의 변위법칙을 이용하여 접근하였다. 광원으로는 어디에서나 쉽게 구할 수 있는 상용 2 W 꼬마 전구를 사용하였다. 이 실험에서 꼬마 전구의 필라멘트가소비하는 전기적 파워는 모두 복사 에너지로 방출된다고 가정하였다. 또한 꼬마 전구는 흑체로 취급하였다. 전구 필라멘트의 전압과 전류는 디지털멀티메타로 측정하였다. 전압을 서서히 증가시켜가면서 측정된 전압과 전류로부터 필라멘트의 전기 저항을 구하였다. 온도에 대하여 잘 알려진 텅스텐저항의 변화 법칙으로부터 흑체로 가정된 필라멘트의 온도를 구하였다. 여러 가지 온도의 꼬마 전구에서 방출되는 빛의 파장에 따른 세기를 측정하기위하여 프리즘과 광 다이오드와 같은 간단한 검출 장치를 이용하였다. 결과적으로 비교적 양호한 플랑크상수 h = (6.30±0.36)×10^(-34) J·s를 얻었다.

영어초록

This experiment used a blackbody approach to experimentallymeasure Planck's constant by using the theoretical Planckradiation formula and experimental Wien's displacement law,which relates the intensity and wavelength of light to thetemperature of emitting black body. As a light emitting sourcewe used a commercial 2 W pilot lamp. In this experiment, weassumed that the electrical power dissipated by the pilot lampfilament was emitted entirely as radiation. Also, we consideredthe lamp as a blackbody. A digital multimeter was used tomeasure the voltage and current of the light lamp filament. Bymeasuring the voltage and current, it was possible to find theelectric resistance of the lamp filament by increasing the voltageslowly. From the well known variation law of tungstenresistivity with temperature, we calculated the filamenttemperature which was assumed as a blackbody. Themeasurement was accomplished by using a simplified detectionsystem involving a prism and a photodiode to measure theintensity of emitted light as a function of the wavelength. Fromthe experiment it was found that the value of h was h = (6.30±0.36)×10^(-34) J·s

참고자료

· 없음