[부산대] 흑체 복사

목차

1.실험목적
2.실험원리
3.실험 도구 및 재료
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.결과에 대한 논의
8.결론

본문내용

결과에 대한 논의
먼저 전압과 파동의 관계그래프를 보았을 때, 그래프 처음 부분에 요동치는 구간이 많은데 이는 결맞지 않은 외부 빛에 의한 것으로 보인다. 실험이 완전한 암실에서 진행되지 못했기 때문에 발생한 오차로 생각할 수 있다. 또 실험에서 크랭크축이 헛도는 것을 방지하기 위해 축 부분과 맞물리는 측정톱니 부분을 힘을 가해 누르고 측정을 하게 되는데 이 과정 역시 오차에 영향을 주었을 것이다. 그래프1~7을 보면 7V부터는 비교적 이론과 비슷한 양상을 보이고 있으나 다소 차이가 있는 것을 알 수 있다. 사람의 임의의 속력으로 크랭크를 돌리기 때문에 항상 일정한 속력을 유지하기는 어렵다. 따라서 흑체에서 파장이 어떤 구간은 빠르게, 어떤 구간은 느리게 바뀌기 때문에 발생하는 기울기 오차로 보인다. 또한 실험하면서 영점조절이 가장 관건이었는데, 영점을 맞추기가 어려워 크랭크축을 90도로 힘을 주어 맞추다 보니 90도가 넘어가는 각도에서부터 시작되는 경우가 생기게 되고 90도가 넘어가는 각도인지 아닌지는 눈으로 판별이 어렵기 때문에 갑작스런 파장의 증가를 측정할 수 있었다. 상대오차 역시 마찬가지로 크랭크가 90도에 단단하게 고정되어있지 않고 철의 연성으로 인해 90도에서 약간 벗어난 각도부터 시작했기 때문에 항상 파장의 이론값이 크게 나왔던 추정할 수 있고 각도에 따라 프리즘에서 분산되는 빛의 세기가 약간 다르기 때문에 온도의 평균값을 구하는데 영향을 미쳤다. 따라서 상대오차가 3~40%로 발생한 것을 보면 영점조절이 잘 되지 못했다는 점을 알 수 있으며 90도가 제대로 맞춰지지 못했다는 것을 알 수 있다.

결론
실험을 통해서 백열전구에서 발생하는 전자기파에 의한 흑체의 열에너지 증가에 대한 피크 파장의 변화를 알아보았고 오차의 원인을 영점조절, 속도, 외부 빛 자극, 등으로 생각해 볼 수 있다. 그래프 8 으로부터 전압의 세기가 증가하면 파장은 반대로 감소하는 것을 알 수 있고, 측정된 데이터를 통해 전압의 세기가 증가할수록 온도가 높아지는 것을 볼 수 있었는데 온도가 높을수록 최대 강도를 나타내는 파장이 짧아진다는 것 또한 확인할 수 있었다. 아래의 그림은 흑체복사의 플랑크 곡선으로 앞에서 확인한 결과와 부합함을 알 수 있다.

참고자료

· 부산대학교 물리학과_
· http://www.phys.pusan.ac.kr/phys/14896/subview.do
· Naver 지식백과_흑체복사_
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=982373&cid=42456&categoryId=42456