물리실험 보고서-Thermal Radiation 예비

소개

물리실험 보고서-Thermal Radiation 예비 입니다.

목차

1. 목적
2. 원리
3. 실험방법
4. 참고문헌

본문내용

1. 목적
역자승 법칙(Inverse Square Law)과 Stefan-Boltzmann의 법칙을 실험을 통해 이해한다.

2. 이론
열복사
온도복사·열방사(熱放射)라고도 한다. 열복사의 세기는 물체의 종류와 온도에 따라서 결정되는데, 온도가 높을수록 커진다. 그러므로 고온인 물체 부근에 저온인 물체가 있으면 저온 물체가 복사선의 일부를 흡수하여 열로 변한다. 이 열을 복사열 또는 방사열이라 한다. 난로 등의 발열체에 손을 가까이 대면 주위 공기가 따뜻하지 않아도 손이 더워지는 것은 이 때문이다. 복사에 의한 열의 전달방식은 대류나 열전도와 달라서, 주위에 열을 중개하는 물질 없이도 빛과 동일한 속도로 순간적으로 고온체로부터 저온체로 열이 전달된다. 또 빛과 마찬가지로 반사판으로 열의 방향을 바꿀 수 있는 특성이 있다.
태양과 지구 사이의 공간이 거의 진공상태인데도 대량의 태양열이 지상에 도달하는 것은 열이 복사선의 형태로 운반되기 때문이며, 밤이 되면 물체가 점점 차가워지는 이유도 태양으로부터의 열복사 대신 지상으로부터 하늘을 향해 열이 복사되기 때문이다. 물체가 복사선을 방출하고 흡수하는 정도는 물체 온도 외에 그 표면상태에 크게 영향을 받는다. 예를 들면, 거울과 같이 매끄러운 물체에서는 복사선 대부분이 반사되지만, 물체 표면에 검댕을 칠하면 흡수율이 95%나 되므로 복사선에 의해 열을 받기 쉽다. 또 복사선을 잘 흡수하는 물체일수록 그 자체의 복사선을 내는 작용도 강하다.

흑체 복사
우리가 일반적으로 일컫는 흑체는 실제로는 존재하지 않는 물질이다. 이 흑체의 정의는 입사하는 모든 복사선을 흡수하는 물체이다. 이 흑체는 모든 복사선을 흡수하기 때문에 온도가 올라가면 역으로 모든 복사선을 방출할 수도 있다. 역사적으로 보면, 흑체 복사에 대한 연구는 크게 세 가지로 구분된다. 첫째로 에너지의 양자화에 대한 가설을 지지하여 양자역학의 모태가 되는 플랑크의 흑체 복사 실험. 또, 우리가 이번에 실험할 물체의 복사 흡수량은 (온도)에 비례한다는 Stefan-Boltzman 법칙. 그리고 마지막으로 특정한 온도에서의 원자들의 에너지 분포를 보여주는 Maxwell-Boltzmann 분포를 들 수 있다.

참고자료

· [대학물리학 10판], 대학물리학위원회, (주)북스힐
· [열물리학], 강주상 역, 탐구당, 1997.2.1