지구자기장 측정 예비레포트

소개

지구자기장 측정 예비레포트

목차

1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
3. 본 실험의 수행 과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.

본문내용

6-7. 지구 자기장
1. 이 실험의 목적은 무엇인가?
Biot-Savart 법칙을 이해하고, 탄젠트 검류계릐 검류계 상수와 환원 계수를 결정하여 지 구 자기장의 수평 성분을 구한다.
2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.
① Biot-Savart의 법칙 1
Biot-Savart의 법칙은 어떤 미소 전류소(differential current element) Idl이 생성한 자속밀도(magnetic flux density) dB를 계량화한다. 전류 I가 흐르는 긴 도선에서 발생하 는 자속이 한 작은 자석에 미치는 힘을 기술하기 위해 이 실험적 법칙을 도입하였다. 만일 작은 자석의 각각의 극이 m만큼의 크기를 가졌다면, 자속 B에 의해 의해 야기된 힘 F는 다음과 같다.
이 자력 법칙은 정전계에서의 Coulomb의 법칙과 유사하다. 이 경우에 전기력은 전하 Q 에 전계의 세기 E를 곱한 것과 같다. 즉, F=QE이다.
Biot와 Savart가 행한 실험 관찰을 정량화하기 위하여, 미소 전류소 Idl에 의해 생성된 자속 dB에 의한 힘 dF는 그림 1에서 보는 것처럼 다음과 같은 성질들을 갖고 있음이 밝 혀졌다.
1. 이것은 전류, 미세 길이의 크기, 그리고 전류 성분의 방향과 관측점 P에서 전류 성 분을 잇는 선이 이루는 각의 sine값을



3. 본 실험의 수행 과정을 블록 다이아그램(block diagram)으로 작성하시오.
실험 1. 지구 자기장의 수평 성분
(1) 그림 3과 같이 탄젠트 검류계의 중심에 나침반을 바늘이 지자기의 수평 성분과 일치하도록 올려 놓는다.
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(2) 그림 4와 같이 탄젠트 검류계를 직류 정원 공급기에 연결한다.
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(3) 감은 수가 5회인 코일에 대하여 전류(i)를 변화시키며 지구 자기강의 방향과 나침반의 바늘 사이의 각(θ)을 측정하여 표1에 기입한다.
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(4) 전류 i를 횡축, tanθ를 종축으로 그래프를 그린다.
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(5) 전류 i와 tanθ의 그래프로부터 기울기 K를 구한다.
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(6) 검류계 상수 G와 환원 계수 K로부터 현재의 검류계 위치에서의 지구 자기장의 수평 성분 B`를 계산한다.
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(7) 감은 수가 10회인 코일에 대하여 과정 (3)부터 (6)까지를 반복한다. (주의) 자성이 있는 어떤 재료도 검류계 근처에

참고자료

· 1. Magdy F. Iskander, <<전자기학>>, 교보문고
· 2. 일반물리학교재편찬위원회, <<일반물리학>>, 청문각