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현대물리학 실험_컴프턴산란_결과레포트

1. 실험 제목 Compton Effect2. 실험 목적- 선 산란 실험으로 측정된 섬광계수를 이용하여 컴프턴 산란을 확인하고, 세슘 (Cs-137)의 에너지를 측정한다.3. 이론적 배경1) Compton effect 1- 어떠한 물질에 의해 산란된 빛의 파장이 입사광의 파장보다 길어지는 효과로 1923년 Compton에 의해 발견되었다. Compton은 X선을 파라핀 조각에 산란시키는 실험을 통해 산란되어 나온 X-선의 파장이 입사광의 파장보다 길어지는 효과를 발견하였다. 고전 전자기 이론은 전자기파의 파장을 변화시키지않아야 하므로, Compton은 '빛의 입자성'을 이용하여 Compton Effect를 설명하였다. 빛의 에너지와 운동량, 상대론적 전체 에너지는 (1)과 같이 주어진다.4. 실험 장비 및 방법1) 실험 장비- 시준기 (Collimator)- 알루미늄 막대- 납- 섬광계수기- 섬광계수기 지지대- 검출기 출력단자- MCA_CASSY- 전원 공급기2) 실험 방법(1) [Fig.2]와 같이 장비를 구비한다. (알루미늄 막대는 나중에 설치)(2) 섬광계수기의 설정을 조절한다. (Define settings - 256 channel, 600s,etc.)(3) 전원공급기를 662keV line (Cs-137)이 channel 150 주위에 위치할 때 까지 천천히 증가시키며, 측정결과를 관찰한다.(4) 알루미늄 산란체를 가져다 놓은 후, 측정시간을 1200초로 올리고 스펙트럼을 측정한다.(5) Sample Holder를 의 위치에 놓는다.(6) 방사선 물질과 검출기 사이 직경로에 추가적인 차폐를 놓는다.(7) 측정된 값을 지우고 다시 스펙트럼을 측정한다.(8) 알루미늄 산란체를 제거하고 spectrum2를 선택하고, 두번째 스펙트럼을 측정한다.

자연과학| 2022.11.13| 11페이지| 1,000원| 조회(231)

현대물리실험, 컴프턴, 산란실험, 컴프턴효과

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현대물리학실험_X선회절 실험_ 결과레포트

1. 실험 제목 : X_ray2. 실험 목적- X선의 발생 원리와 브래그 법칙을 이해하고, LiF의 격자 상수를 측정한다.4. 실험 장비 및 방법1)실험 장비- 시준기(Collimator)- 단결정(Mono Crystal)- 계수기(Counter tube)2) 실험 방법(1) [Fig.3]과 같이 장비를 구비한다.(2) 측정 시스템을 0점 조절한다.(3) 측정할 시료를 장착한다.(4) 문을 닫고, 전원을 작동한다.(5) 각도 변화에 따른 빛의 세기를 측정할 수 있도록, 프로그램을 세팅한다.5. 실험 결과 및 분석1)실험 결과 실험 장비의 고장으로 타 실험의 실험 결과4를 참고하였다. [Fig.4]는 LiF의 X선회절 결과를 보여주고 있다. 실험에서 사용한 X선 파장은 λ ≈ 0.15406[nm] 이다.2) 실험 분석 [Fig.4]에서 LiF의 XRD 결과는 c에 나타나고 있다. 결정면이 (111), (200), (220) (311)인 곳에서 피크가 나타나고 있다. 각각 부근에서 피크를 나타내고 있으며, 에 해당한다. Intensity - Diffraction Angle Diagram에서 Intensity는 원자 평면의 밀도에 비례하게 나타나고, 단일 원자 평면에 대해서만 나타나기에, Diagram의 형태를 통해 시료의 결정 구조를 쉽게 파악 할 수 있다. 현재 실험 결과는 (111), (200), (220) 지점에서 피크가 발생하였고 시료의 결정면 벡터가 <1,1,1> , <2,0,0> , <2,2,0> 라는 것을 알 수 있다. F-Lattice에서 회절이 발생하는 결정면은 (111),(200),(220),(311)등으로 알려져 있다. 따라서LiF는 FCC 형태의 구조를 가지는 것을 알 수 있다.

자연과학| 2022.11.13| 6페이지| 1,000원| 조회(128)

현대물리, 회절실험, 회절격자, X선회절

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현대물리학실험_Atomic Force Microscope 결과레포트

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자연과학| 2022.10.17| 7페이지| 1,000원| 조회(89)

물리학, 현대물리, 원자현미경, AFM, 현대물리학실험, 원자힘 현미경, 현물실

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현대물리학실험_Thermal Evaporator_결과레포트

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자연과학| 2022.10.17| 5페이지| 1,000원| 조회(98)

물리학, 증착, 현대물리, 열증착, 현대물리학실험, 현물실

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역학실험_중력가속도_진자_결과레포트

REPORT* 실험 제목중력가속도 진자* 실험 목적- 진자 운동에서 중력가속도의 변화에 따른 주기의 변화를 확인한다.* 이론적 배경2.* 실험 장비 및 방법1.실험 장비A. 긴 막대 스탠드B. 45cm 긴 철 막대C. 각도 측정기D. 각도가 조절되는 클램프E. 진자 세트F. 회전 운동 모션센서2.실험 방법A. 장비 설치I. 회전운동센서 클램프에 각도조절용 클램프를 결합한다.ii. 회전운동센서를 로드에 장착하고, 각도 측정기를 부착한다.iii. 회전운동센서의 3단 도르래를, 가장 큰 도르래가 바깥쪽으로 향하도록 결합하고, 막대를 도르래와 결합 후, 막대 끝에 75g 질량 2개를 단다.[fig.1]B. 실험 절차I, 진자를 들었다가 놓는다. 이때, 평형점으로부터의 각도가 10도보다 크지 않도록 주의한다.ii. 진동 패턴은 0도에 대해 대칭 형태를 띠게 될 것이나, 대칭이 되지 않아도, 주기는 영향을 받지 않는다. 만일 대칭이 깨질 경우, 인터페이스 세팅을 통해 보정해줄 수 있다.iii. 각도 조절용 클램프를 조절하며 각도를 5도로 세팅한 후 실험 과정을 반복한다. 각도를 85도까지 5도 간격으로 변화시켜 가며 실험을 반복한다.* 실험 결과실험을 위해 0.103[kg]의 추를 0.19[m] 로드에 매달아theta만큼 기울여주었다.theta는 0도에서 85도까지 5도 간격으로 조정해주었다. [table.1]은theta에 따른 주기의 변화를 정리한 표이다. 최대한 단진자로 근사할 수 있도록, 초기 각도는 10도가 넘지 않도록 주의했다.T_이론은 이론적 주기로sin theta APPROX theta로 근사시킨 상황에서T_이론 = 2pi sqrt{ L over g_eff}를 통하여 계산 해주었다.1. 측정 결과[table.1] 를 변화시켰을 때 주기에 대한 이론값과 실험 결과L[m]/m[kg]theta[DEG]g_eff[m/s ^{2}]T_이론[s]T_측정[s]error ``rate(%)0.19/0.10309.80000.874870.877540.3051559.76270.876540.876320.02551109.65110.881590.882470.09951159.46610.890170.888710.16365209.20900.902510.905360.31588258.88180.918980.917250.18782308.48700.940110.939190.09771358.02770.966630.974140.77639407.50720.999580.995750.38291456.92961.040401.043720.31878506.29931.091211.083310.72452555.62101.155181.170051.28791604.90001.237251.234420.22920654.14171.345771.339700.45086703.35181.495951.503150.48143752.53641.719671.730910.65323801.70182.099462.087440.57288850.85412.963443.238769.290522.882202.741572.977810.48501theta값이 증가함에 따라 측정한 주기 값이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 85도 상황을 제외한, 나머지 경우에서 오차율이 대체로 1퍼센트 미만으로 나온 것으로 보아, 실험의 결과가 매우 신뢰할 수 있다는 결론을 내리게 되었다.85도 상황에서 3번의 실험을 진행한 이유는 세 번의 실험에서, 모두 다른 결과가 나와서이다. 제일 신뢰할만한 데이터는 두 번째 진행한 실험의 주기이고, 이는 결과분석 장에서 집중적으로 다루도록 하겠다.* 결과 분석theta1. 값의 증가에 따른 주기의 증가실험 모형에서 effective하게 작용하는 중력인g_eff는g_eff = g cos(theta)로 주어진다. [fig.2]는g_eff를 개략적으로 그린 것이다.[fig.2] 기울어진 각도에 따른 중력가속도T_이론 = 2pi sqrt{ L over g_eff } = 2pi sqrt{ L over gcos(theta)}이기에, 주기는 점차cos^{- 1 over 2} (theta)에 비례하여, 증가하는 경향을 보여주어야 한다. 실험의 측정 결과는 해당 이론 값을 잘 보여주고 있다. [fig.3]는 측정된 주기 데이터가cos^{- 1 over 2} (theta)에 비례하는지, Least Square Method를 적용한 결과를 나타낸 그림이다.[fig.3] 주기의 선형성 확인T_측정 데이터를 Least Square Method를 적용한 결과, 기울기는 0.8751이고,R^2=0.994가 나왔다. 이론적인 기울기는2 pi sqrt {{L} over {g}} approx 0.8748으로 측정값을 선형근사 한 기울기는 이론 치와 매우 흡사한 결과를 얻었다. 또한R^2가 1에 매우 가까운 값으로, 측정 결과에 대한 신뢰도가 매우 높다는 사실을 알 수 있다.2. 85도에서의 세 번의 실험[fig.4]~[fig.6]은 세 번의 측정에 대한 결과 그래프이다.[fig.4] 85도 trial_1[fig.5] 85도 trial_2[fig.6] 85도 trial_3각각 초기 각도가 0.167[rad], 0.103[rad], 0.173[rad]이다. [전산물리학]에 따르면sintheta approxtheta 근사법은 0.1[rad] 이하에서 잘 성립한다는 것이 알려져 있다. 때문에 초기 각도가 거의 근접한 trial_2이 실험 결과를 잘 나타내어 준다는 것을 알 수 있다. 각도가 커졌을 때 오차에 대한 분석은, 토의에서 자세히 다루도록 하겠다.* 토의1. 오차의 원인 분석theta값이 작을 때에는 이론값과의 오차가 심하지 않았지만,theta값이90DEG에 가까워질수록, 오차가 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 이는cos^{- 1 over 2} (theta)가thetaapprox90DEG근방에서 급격하게 값이 증가하기에, 발생한 현상이다. 실험 장비의 각도를 세팅해주는 과정에서 정확한 85도가 아니라 0.1도 가량의 차이만 생기더라도, 측정한 주기의 오차율이 크게 된다.이 때문에, 정확한 각도를 세팅해주는 것이 중요한데, 각도 지시계와 같은 눈으로 확인해주는 게 아닌, 각도 클램프 부분에 회전운동 모션 센서를 달아 디지털 값으로 회전된 각도를 측정해주고, 측정된 각도를 계산에 사용한다면 좀 더 정확한 실험 결과를 내어줄 것으로 예상한다.또한, 실험에 사용된 막대와 추는 단진자 보다는 물리진자에 가까운 형태로, 물리진자의 관성모멘트를 대입하여 계산을 진행해주면 좀 더 정확한 결과를 계산할 수 있을것으로 생각했다. 실험에 사용된 모형을 물리진자로 생각해주면 회전운동 방정식은 다음과 같다.

자연과학| 2022.09.26| 6페이지| 1,000원| 조회(146)

물리실험, 고전역학, 역학실험, 일반역학, 진자실험, 중력가속도진자, 중력진자

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