[물리학실험] 금속의 선팽창 실험보고서 (이론 결과 분석 오차/A+)

소개

"[물리학실험] 금속의 선팽창 실험보고서"에 대한 내용입니다.

실험 목적, 이론, 실험 결과, 실험 분석, 오차 포함되어 있습니다.
실험데이터 분석 후 fitting하여 결과값을 나타냈으며, 수식 전개 내용도 하였습니다.

2023년도 1학기 경북대학교 물리학실험 A+ 자료 입니다.

목차

Ⅰ. 목적

Ⅱ. 이론

Ⅲ. 실험결과

Ⅳ. 실험 분석
① 온도 변화와 물체의 길이 변화 사이의 관계를 알아보고, 물질의 고유한 특징으로서의 선팽창 계수에 대해 알아보자
② 구리와 알루미늄의 실험값을 이론값과 비교하여 오차를 구해보자
③ 실험결과의 오차 발생 원인에 대해 분석해보자.

본문내용

Ⅰ 목적
금속의 온도 변화에 따른 길이 변화를 측정하면 금속의 선팽창 계수를 도출해 낼 수 있다. 금속의 종류에 따라 선팽창 계수는 다르기에, 여러 금속들의 선팽창 계수를 구해보고 이를 이론값과 비교한다.

Ⅱ 이론
대부분의 물체는 온도가 상승함에 따라 그 물체를 형성하고 있는 분자들이 열 운동을 하여 팽창한다. 원자 진동의 평균 진폭이 커져서 원자 간의 평균 거리가 커진다. 온도 변화가 매 우 커서 상이 변하는 것이 아니면, 원래의 상을 유지하며 물리적인 현상이 나타난다. 두께를 무시할 수 있는 막대에서는 팽창이 3차원이 아닌 1차원적 변화로 나타난다. 주로 1m 길이 의 금속막대가 1℃의 온도가 올라감에 따라 늘어나는 길이로 표현되며, 선팽창계수의 단위 는 [℃ -1]이다.
온도가 올라갈 때 금속 막대의 길이가 늘어나는 정도는 각 금속마다 다른 물질 고유의 성질이다. 같은 금속막대라도 막대의 초기 길이..

<중 략>

Ⅳ 실험 분석
① 온도 변화와 물체의 길이 변화 사이의 관계를 알아보고, 물질의 고유한 특징으로서의 선팽창 계수에 대해 알아보자. 결과를 통해 온도가 증가하면 물체의 길이가 증가한다는 사 실을 알 수 있다. 물체의 길이 변화량는 온도의 변화량에 비례하고, 초기의 길이에도 비례한 다. 선팽창 계수는 물질에 따라 다르기 때문에 선팽창계수를 알면 물질을 알 수 있다. 즉, 물질의 고유한 특성이다. 실제로 선팽창계수는 온도에 따라 일정하지 않고 변하는 값을 가 진다.

참고자료

· 물리학실험3 | 물리학실험교재편찬위원회 | 경북대학교출판부 | 2023.02.23