110318흑체복사실험예비

소개

자세히 적었으며 A+받은 보고서입니다.

목차

없음

본문내용

(1) 실험의 목표
흑체복사실험을 통해 복사에 따른 온도와 파장의 관계, 양자론에 대해서 이해 할 수 있다.

(2) 배경

그림 1. 빈의 변위법칙 설명 그래프
양자론은 19세기 말 복사 연구에서 시작되었다. 복사란 뜨거워진 물체가 빛을 방출 하는 것을 말하는데 물체의 온도를 높이면 물체의 색깔이 변하는 것이다. 예를 들면 숙련된 용접공은 용접봉의 색깔로부터 온도를 짐작했다. 이 시기에 제철공업의 발달로 가열된 물체의 온도와 물체가 내는 빛의 색깔분포(스펙트럼)과의 정확한 관계에 대해서 연구하기 시작했다. 이때 빈이라는 사람이 변위 법칙을 발견하였다. 빈의 변위 법칙은 특정 온도에서 흑체로부터 방사된 열 에너지의 파장 분포가 필수적으로 다른 온도의 분포와 같은 모양을 가진다는 법칙이다. (그래프 위에서 각 파장이 치환되거나 이동되지 않는 한) 다시 말해, 흑체에서 빠져나온 파장 가운데 에너지 밀도가 가장 큰 파장과 흑체의 온도가 반비례한다는 것을 말한다.

λmax*T=C(constant)=2.898*10-3m*K

그러나 이 때는 빛의 파동설이 인정되던 때이므로 빛이 입자라는 생각을 근거로 한 빈의 복사법칙은 받아들여지지 않았다. 또한, 실제 실험값과 비교했을 때 짧은 파장 영역에서는 그의 공식이 잘 맞으나 긴 파장 영역에서는 오차가 심했다. 이때 레일리와 진스가 고전역학에 바탕을 투고 법칙을 발견하는데
여기서 f(λ)는 각 파장에서 빛의 세기이고, λ는 파장, c는 광속, k는 볼츠만 상수, t는 절대온도이다. 하지만 레일리와 진즈의 복사법칙은 긴 파장의 복사세기 분포는 잘 설명할 수 있었으나 짧은 파장 영역에서는 맞지 않았다.

참고자료

· 네이버 백과사전 검색(흑체복사, 복사, 양자론, 레일리 진스의 변위법칙)
· 위키백과(흑체복사)
· 네이버 블로그 (http://blog.naver.com/sail487?Redirect=Log&logNo=70017301322)
· 물리나루(http://moolynaru.knu.ac.kr)
· 논문 - 컴퓨터기반실험(MBL)을 적용한 흑체복사 실험장치의 제작(류성주)