[연세대학교 물리학과 물리학실험(B-1)] 1번 실험 결과레포트 (연세대학교 물리학과 전공필수 실험과목)

소개

연세대학교 물리학과 전공필수 (3학년) 물리학실험(B-1) 결과레포트입니다.
전체 36명의 학생 중 4등의 성적을 받았고 최종 성적은 A0 나왔습니다.
이론, 실험 과정, 실험 결과 및 분석, 실험 데이터와 사진이 모두 포함되어 있습니다.
예비레포트 내용은 본 결과레포트에 모두 포함되어 있습니다.

목차

1. 실험 개요
2. 이론적 배경
3. 실험 장비
4. 실험 과정
5. 실험 결과 및 오차 원인 분석
6. 결론 및 고찰
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 개요
이번 주제에서는 X-ray를 활용한 물질 분석 방법의 원리를 가지고 여러 가지 실험들을 진행한다. 실험들은 크게 스펙트럼과 파장의 측정과 각종 물리 법칙들의 확인으로 분류할 수 있다. 실험 안내서에 따른 X-ray의 특성과 X-ray Diffraction 측정의 원리를 이해하기 위한 세부적인 실험 목적들은 다음과 같다.
(1) NaCl 결정에서 발생하는 Bragg reflection을 활용하여 Mo X-ray tube에서 방출되는 characteristic X-ray의 파장을 측정하고, Bragg’s Law를 확인한다.
(2) Mo X-ray tube의 에너지 스펙트럼을 측정한 후, 제동복사에 의한 연속스펙트럼(Bremsstrahlung Continuum)과 특성엑스선 스펙트럼(Characteristic X-ray line)을 구분하여 이해한다. 또한, 전자의 에너지에 따른 스펙트럼의 변화를 측정한다.
(3) 전자의 가속전압 와 X-ray의 한계 파장 의 관계를 이해하고, Duane-Hunt Relation을 확인한다.
(4) 고차 회절을 이용하여 스펙트럼을 정밀하게 측정하여 , line이 각각 및 line으로 이루어져 있음을 확인하고, 각각의 파장을 측정한다.
(5) Edge absorption의 개념을 이해하고, Zirconium 박막에 의한 Mo X-ray 스펙트럼의 변화를 확인한다.
(6) 원자번호 40~50 사이의 다양한 물질 (Zr, Mo, Ag, In)에 대하여 absorption edge를 측정하고 Moseley’s Law를 확인한다.

2. 이론적 배경
(1) X-ray의 발견과 성질
X-ray는 독일의 물리학자인 Wilhelm Conrad Röntgen이 1895년에 발견하였고, 그 당시에 본질을 몰랐기 때문에 빠른 속도로 운동하는 고에너지 전자가 물질과 충돌할 때 발생하는 이 광선을 X-ray라고 명명하였다. 일반적인 빛과는 다르게 X-ray는 눈에 보이지 않았지만, 빛과 같이 전기장과 자기장의 영향을 받지 않고 직진하였고 사진필름을 감광하였다.

참고자료

· B. D. Cullity and S. R. Stock, Elements of X-Ray Diffraction, 3rd Edition (Prentice Hall, New York, 2001)
· 1번 실험 Manual
· http://science.taskermilward.org.uk/mod1/yr12%20applied/Unit3/U3M3_9.htm
· http://www.chop.edu/treatments/general-radiography-x-ray
· http://macxray.chem.upenn.edu/course/intro1.html
· http://www.diamond.ac.uk/industry/Industry-News/Latest-News/Synchrotron-Industry-New s Crystallography.html
· http://www.genesis.net.au/~ajs/projects/medical_physics/x-rays/index.html
· https://www.quora.com/topic/Bremsstrahlung
· http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/xrayc.html
· https://www.youtube.com/watch?v=ZfBAe89rYDo
· https://www.mccrone.com/mm/low-voltage-microanalysis/
· http://www.panalytical.com/Technology-background/Braggs-law.htm
· https://en.wikipedia.org/wiki/X-ray_spectroscopy