[아주대학교][물리학실험2][A+] 2번실험 결과 보고서

소개

아주대학교 물리학실험2 소스입니다. 해당 실험 포함해서 모든 실험에서 A+ 받았습니다.

목차

실험 1 전하량의 변화에 따른 전압의 변화 ( C = 일정)
실험 2 전극 표면의 표면전하밀도의 분포
실험 3 전위의 변화에 따른 전하량 변화
실험 4 극판 간격의 변화에 따른 전압의 변화
[5] 질문의 해결
[6] 고찰
참고문헌

본문내용

<중 략>

질문 3. 극판 내부에서 전하밀도는 위치에 따라 어떻게 변하는가? 극판 사이의 전기장에 대해 어떤 해석을 할 수 있는가? 극판 바깥의 전하밀도에 대해서는 어떻게 해석하여야 하는가?

답변 3. 양극판의 경우 수평 방향으로는 전하밀도가 중심으로부터 멀어질 때 증가한다. 연직 방향으로도 중심으로부터 멀어질 때 증가한다. 바깥쪽 연직방향의 경우도 중심으로부터 멀어질 때 증가한다. 그러나 음극판의 경우, 수평과 연직 방향 모두 전하의 밀도가 감소한다. 바깥쪽 연직방향의 경우, 중심으로부터 멀어질 때 전하밀도가 증가한다. 즉, 양극판의 경우 중심으로부터 멀어질수록 전하 밀도가 증가하고, 음극판 안쪽의 경우 중심으로부터 멀어질수록 전하 밀도가 감소한다. 그러나 음극판 바깥쪽의 경우, 중심으로부터 멀어질수록 전하밀도가 증가한다. 이론적으로, 평행판 축전기 사이에는 균일한 전기장이 작용한다. 그러나 이번 실험의 측정결과는, 평행판 축전기 사이에 동일한 전기장이 작용하지 않음을 의미한다. 종합하면, 양극판의 안쪽과 바깥쪽은 모두 전하밀도가 증가하고, 음극판의 경우, 전하밀도가 안쪽은 감소하고 바깥쪽은 증가한다.

질문 4. 축전기의 전하량 Q가 축전기판의 전위차 V에 비례한다고 할 수 있는가? 그래프를 그려 해석하시오.

위의 그래프는 앞선 실험 3에서의 표를 바탕으로 만든 그래프이며, 전원의 전압(파란색 실선)과 전위계의 측정 전압(주황색 실선)사이의 관계를 나타냈다. 전압이 1000, 2000, 3000으로 증가할 때 도체구에서 증명판을 통해 전하를 채취하고, 채취한 전하를 평행판 축전기에 옮겨서 그 전하가 만드는 전위차를 측정했다. 평행판 축전기에서 에 관한 내용이 성립하므로 이는 의 식과 같다. Q가 증가할수록 V가 증가하는 것을 확인했으므로, 그 반대인 V가 증가할수록 Q가 증가하는 것 또한 성립해야한다. 그러므로 축전기의 전하량 Q가 축전기판의 전위차 V에 비례한다고 할 수 있다.

참고자료

· 김기홍 외 14인, (2018), 물리학 실험. 12판, 아주대학교 출판부, 115-119p
· Raymond A. Serway, John W. Jewett, (2017), Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 대학물리학 2, 9판, CENGAGE, 북스힐, 대학물리학교재편찬위원회, 570-581p, 607-609p
· https://www.researchgate.net/figure/Electric-field-lines-around-parallel-plate-capacitor-with-insulator-in-field_fig67_265993290
· http://phylab.yonsei.ac.kr/board.php?board=experiment&command=body&no=35