[일반물리실험]프랑크-헤르츠 실험 ( 결과보고서)

소개

프랑크-헤르츠 실험의 결과 보고서 입니다.
정말 정성들여서 한 실험입니다. 장장 6쪽 !
이 보고서가 몇점인지는 모르겠지만 해당학기에 A 받았습니다.
다른 보고서들도 올리겠습니다.
많이 받아가시고, 참고하셔서 좋은 점수 받으시기 바랍니다.
평점도 좋게 주시면 감사드리겠습니다.(그래야 사이트에 수수료를 덜 내거든요.)

목차

5. 결과 : 데이터, 결과분석
5-(1) 측정치
5-(2) 그래프
5-(3) 결과분석
6. 결론 (이론, 실험과 관계)
7. 토의 (오차요인, 질문 답)
▶ 오차요인
▶ 질문
8. 참고문헌

본문내용

6. 결론 (이론, 실험과 관계)
프랑크-헤르츠 실험을 하면서 우리는 원자의 에너지 상태가 양자화 되어 있음을 확인하려 했다. 그리고 실험을 해본 결과 실제로 전류가 특정한 전압에서 급격히 떨어지는 것을 관찰할 수 있었다.
실험장치 안에서의 과정은 다음과 같다.
음극과 양극 사이에 특정 값 이상의 전압을 걸어주면 음극에서 전자가 튀어나온다. 음극에서 양극으로 전자 걸어주는 전압의 세기가 셀수록 튀어나오는 전자는 당연히 높은 운동 에너지를 가지고 있을 것이다. 이 전자와 ‘프랑크-헤르츠 관’의 네온기체가 충돌하는 경우가 당연히 발생할 것이다. 네온은 바닥상태의 에너지로부터 띄엄띄엄한 에너지 준위를 갖고 있기 때문에 에너지 준위의 차이에 해당하는 만큼의 운동 에너지를 가진 전자를 만났을 때 그 운동 에너지를 흡수하여 높은 에너지 상태로 올라간다. 이런 조건이 충족될 때 네온은 전자와 완전 비탄성 충돌을 하게 되어 전자의 모든 운동 에너지를 빼앗게 된다. 운동 에너지를 빼앗긴 전자가 발생할 경우 음극과 양극의 전자 이동이 원활하지 못해 결국 전류값이 떨어지게 되는 것이다.
여러 측정 경우의 에너지 준위를 보자. 이론적으로 네온은 원래 약 18.3eV의 에너지 준위를 가진다. 5-(3)의 첫 번째 표를 보면 측정1, 측정3, 측정4가 거의 비슷한 값을 나타내며 17.33···eV의 평균값을 가지므로 이론값과 1eV 정도의 오차가 발생했다고 생각할 수 있다. 17.33eV라는 값은 네온 원자의 최외각 전자들이 대부분 3p 상태로 여기되었음을 의미한다.
다음으로는 빛띠가 관찰되는 지점을 살펴보자. 이론적으로 빛띠는 그 원소의 원자로부터 특정한 에너지를 가진 광자의 방출 때문에 생긴다. 이번 실험에서 광자의 방출은 전류가 떨어지는 지점에서 발생한다. 그러므로 이론적으로 빛띠가 관찰되는 지점 역시 전류값이 떨어지는 지점이어야 할 것이다. 하지만 실제 우리가 관찰한 것은 그렇게 나타나지 않았으며 아마도 관찰 과정에서 어떤 오차요인에 의해 다른 값이 나타난 것 같다.

참고자료

· 이공학도를 위한 물리학 실험, 성균관대학교 출판부, p.265~p.275
· 대학물리학, (주)북스힐, p.1118~p.1131