(A+) 일반물리학실험 3 - 흑체복사

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
백열전구의 스펙트럼을 분석하여 측정된 피크 파장과 전압과 전류로부터 계산한 전구 필라멘트의 온도의 이론상의 피크 파장을 비교하여 흑체 복사의 성질을 확인한다.

< 중 략 >

3. 실험 기구 및 재료
흑체 복사 실험 장치, Datastudio-Blackbody 템플릿

4. 실험 방법
1. ‘Blackbody’ Datastudio 템플릿을 연다.
2. 슬릿 4번에서 조준 슬릿과 조도 센서 마스크를 설정한다.
3. Datastudio의 Signal Generator 창에서 10V DC로 설정하고 켠다.
4. 흑체 광원으로부터 발생한 빛의 색상을 관찰한다.
5. 조도 센서 화면에서 모든 색의 스펙트럼이 나타나는지 확인한다.
6. 스펙트럼 조도 센서 게인 스위치를 x100으로 설정하고 영점 버튼을 누른다.
7. Datastudio에서 Start를 클릭한다. 스캔이 시작되면 각도가 양인지 확인하고, 스팩트럼을 통해 스캐닝 암을 천천히 회전시킨다.
8. 조도 센서가 광원과 일직선으로 맞춰지는 각도에서 강도-각도 그래프에 피크가 생기는데, 그 피크점을 스마트 커서로 init값을 확인하여 계산 프로그램에 init 값을 입력하여 각도 보정을 실시한다.
9. 4V~10V에 대해 1V 간격으로 2~9번을 각도 보정만 제외하고 반복한다.

< 중 략 >

7. 결과에 대한 논의
1) 이론과의 비교
실험 결과에서도 언급했듯이 이론상 피크 파장에 비해 측정된 피크 파장이 전체적으로 짧게 나타났다. 또한 이론상으로 V가 증가할수록 피크 파장은 짧아져야 하나 그렇지 않았다.
2) 오차의 원인과 개선점
1. 회전 센서의 미끌림
회전 센서가 기어 등의 1대1 맞물림 방식이 아닌 마찰 방식이었는데, 이로 인해 헛도는 문제가 발생하여 실제로 돌아간 각도보다 덜 돌아갔다고 센서가 인식할 수 있다. 실제로 실험 중에 계속 미끄러지는 문제가 발생하여 계속 마찰면 쪽으로 센서를 손으로 밀어주어야만 했다.

참고자료

· 그림 1, Darth Kule, Black body curves of Planck for various temperatures and comparison with classical theory of Rayleigh-Jeans.
· 흑체 복사 실험 매뉴얼, 부산대학교 물리학과-물리전공실험, http://phys.pusan.ac.kr