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아주대학교 중급물리학실험 결과 보고서 Thermal Radiation

고찰이번 실험은 전체적으로 역자승법칙와 스테판 볼츠만 법칙을 확인하는 실험들은 진행했다. 실험 1-a 에서는 각 다른 재질의 표면에서 복사량을 알아보는 실험을 진행했다. 큐브 네 면에서 측정한 복사량은 각 power swich(5 6.5 8.0 10.0) 에서 검,흰>은(무광)>은(유광)의 순으로 나타났다.다만 검은색과 흰색의 경우 값이 거의 같거나 어느 순간에는 흰색의 값이 더 크게 나오고, 어느 지점에서는 검은색이 더 크게 측정되었는데 이것은 큐브 내부의 온도를 이상적으로 일정한 온도를 유지하지 못하기 때문인 것으로 보인다. 실제로 값을 측정할 때 측정수치가 계속 상승, 하강을 반복했다. 1-a의 실험 결과를 통해 cube내부 온도, 재질에 대해 복사량 차이가 관계없다는 것을 알게 되었다. 또한 검은 색의 흡수량과 방출량 둘다 많게 측정되었으나, 은색 면을 보면(특히 유광) 방출량이 매우 적은 것으로 측정된 것을 통해 흡수량도 적을 것으로 예상되었고 검, 흰면과 은색면의 차이가 발생하는 이유를 생각해 보면 각 면의 비례상수의 차이로 인한 것으로 보인다. 또한 두개의 은색 면을 통해 같은 물질(은) 이라고 해도 방출량에 차이가 발생함 을 알 수 있었다.이러한 이유는 유광의 면이 무광의 면보다 빛을 더 많이 반사시키고 그로 인해 유광인 경우 복사율이 떨어지게 되고 흡수량과 방출량이 적게 나오는 것으로 보인다.복사방출량은 복사흡수량에 비례하며 그 결과 검정, 하양 두 색이 흡수량이 많고 은색면은 적게 나왔다. 1-b에서는 열손실, 온실효과에 대해 실험을 진행했다. 유리판을 센서 앞에 놓은 후 그 변화를 측정했다. 복사량은 4.3mV에서 0.1mV로 많이 감소했다. 이러한 이유는 유리가 센서에서 인식하는 빛을 대부분 차단 하고 반사시켜 값이 매우 낮게 측정된 것으로 보인다. 온실효과도 이와 비슷한 원리로 발생함을 알 수 있었다. 큐브의 뚜껑을 열고 측정했을 때는 공기중으로 바로 열이 손실되었기 때문에 큐브의 온도가 급격히 낮아짐을 확인하였다.

자연과학| 2023.03.11| 8페이지| 1,500원| 조회(169)

아주대, Thermal Radiation, 현대물리학실험, 중급물리학실험

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아주대학교 중급물리학실험 결과 보고서 Photoelectric Effect Apparatus 평가A+최고예요

이번 실험은 광전효과를 확인하고 이를 통해 플랑크 상수 h를 구해보는 실험이었다.실험 1에서 플랑크 상수 h를 측정하고 계산하는 실험이었다. 각 파장(진동수)별로 다른 정지퍼텐셜을 통해서 그래프를 그리고 그 기울기를 계산해 플랑크 상수를 구했다. 이론 값과 비교하면 실험값은 6.466*10-34 Js, 이론값은 6.626*10-34 Js 으로 2.414%의 오차를 보여준다. 실험1에서 R제곱값(결정계수)가 0.99이상이 나와 회귀식의 적합도는 높은 것으로 보인다. 실험 1에서 2% 이내의 오차가 발생하기를 바랬으나 다소 높게 놔왔고, 이러한 이유에 대해 고민을 해봤다. 그 결과 공기입자와 더불어 공기 중 먼지가 영향을 주었다고 판단했다. 실험 당일 미세먼지가 다소 있었고, 공기중 먼지 및 부유물과 공기입자들로 인해 입사되는 빛의 파장(진동수)에 영향을 주었을 것으로 보인다. 실제로 콤프턴 효과로 인해 빛이 입자에 충돌 후 에너지를 잃어 파장이 증가하는 모습을 볼 수 있는데 이러한 현상이 실험결과에 영향을 끼친 것으로 생각한다(콤프턴효과는 주로 엑스선이나 감마선에 해당하는 빛으로 전자를 산란시켰을 때, 산란 후 빛의 파장이 길어지는 현상이다).실험 2와 3은 빛의 세기와 파장(진동수)의 변화가 광전효과(유도되는 전류, 전압)에 어떠한 영향이 있는가 확인하는 실험이었다. 실험 2에 동일한 진동수, 다른 세기의 빛에서 전압, 전류를 측정하였다. 그 결과, 빛의 세기가 강할수록(핀홀이 넓을수록) 입사하는 빛입자(광자)가 많아서 전류가 많이 흐를 것이라는 예상과 실험 결과가 일치하였다. 핀홀의 지름이 2배증가(넓이는 4배) 함에 따라 넓이 증가에 비례하여 전류가 커진 것을 볼 때 빛의 입자성을 확인할 수 있었다.실험 3에서는 다른 진동수, 동일한 세기의 빛에서 전압, 전류를 측정하였다. 그 결과, 빛의 진동수가 클수록 더 낮은 전압, 정지퍼텐셜 에너지에서 전류가 흐르기 시작함을 알 수 있다.

자연과학| 2023.03.11| 8페이지| 1,500원| 조회(162)

아주대, photoelectric effect, 현대물리학실험, 중급물리학실험

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아주대학교 중급물리학실험 결과 보고서 Moment of Inertia 평가A+최고예요

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자연과학| 2023.03.11| 6페이지| 1,500원| 조회(111)

아주대, Moment of Inertia, 현대물리학실험, 중급물리학실험

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아주대학교 중급물리학실험(현대물리학실험)결과 보고서 Helmholtz Coil, Faraday's Law

* field coil의 전류가 각각 rectangular wave와 triangular wave일 때 유도기전력의 파형은 어떠할지 답하고 그 이유를 설명해보자.답: 유도기전력은 자기선속이 변화함에 따라 유도된다.따라서 rectangular wave(사각파)일 경우 전압이 일정한 부분에서는 유도기전력이 발생하지 않고, 전압이 변화하는 부분에서 유도기전력이 발생하는 결과가 나올 것이다. triangular wave(삼각파)에서도 마찬가지로 삼각파는 접압이 계속 변화하므로 전압의 변화가 일정하게 주어지는 순간 유도기전력 또한 일정한 값으로 나타날 것이다. 실제 실험결과를 보면 예상과 맞게 나왔다.* 실험에서 field coil에 연결된 전원은 current source가 아닌 voltage source다. 그렇다면 detector coil에 발생하는 유도기전력을 식으로 표현하면 어떻게 달라질까?데이터 분석최대값과 최솟값을 비교해 보자5cm와 10cm에서는 두 코일 사이에서 측정한 자기장의 세기는 거의 일정하게 나왔으며, 15cm 일 때는 최대값 18.893G 최솟값 16.169G 로 나왔으며 두 값의 차이는 2.724G 이다.데이터 분석- 두 파형의 모양은 같은가? 두 파형의 위상차는 얼마인가?sin파를 보면 유도기전력의 파형이 90도의 위상차를 보여준다.2. 데이터 분석 및 고찰이번 실험은 Helmholtz coil과 Faraday’s 법칙에 대해 알아보는 실험이었다. 실험1에서는 Helmholtz coil에 대한 실험으로 두 코일(반지름 10.5cm, N=200)의 간격(5,10, 15cm)에 따른 자기장의 균일도의 변화를 확인하는 실험을 진행했다.

자연과학| 2023.03.11| 7페이지| 1,500원| 조회(169)

아주대, helmholtz coil, 현대물리학실험, 중급물리학실험, Farad..

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아주대학교 중급물리학실험(현대물리학실험)결과 보고서 Adiabatic gas Law 평가A+최고예요

이번 실험은 우리가 이미 배워서 이론적으로 알고 있었던 이상기체 상태 방정식(Adiabatic gas Law)에 대해 Adiabatic gas apparatus 를 사용하여 확인했다. 실험 진행 시 실린더를 붙잡으면 열이 가해져 좋지 않은 영향을 끼치므로 주의하며 진행했다. 실험1 결과, 질문1에서 몰수n은 각각 으로 나왔다. 압축했을 때 이론적으로는 기체의 몰수가 유지되어야 하지만 0.174× 10만큼 감소한 것으로 측정됐다. 이러한 원인으로 판단되는 것들 중 하나는 실험장치의 문제점이다. 단열 실린더라고 하지만 단열이 제대로 작동되는 것인 것 의심스럽고, 단열이 잘 안되어 열이 손실되고 기체 몰수가 감소한 것처럼 보일 수도 있다고 생각한다. 게다가 실린더가 노후됨으로 인해 내부의 공기가 세어 나갔을 가능성도 존재한다.(공기가 통했다면 확실히 단열이 됐다고 보긴 어렵다) 실제로 실험을 세팅하는 과정에서 실리더의 마개를 돌리는데 애로사항이 많았고, 마개를 막아도 공기가 새는 경우가 많아 실험을 진행하는 데 있어서 어려움이 있었다. 실험1의 질문2에서 기체상수 값의 오차가 각각 0.51%, 0.11%로 나왔다. 이때 발생한 오차는 실린더 내부의 부피가 정확하지 못한 부분도 존재하며, 앞과 마찬가지로 완벽하지 못한 단열로 인한 열의 손실, 또 노후 된 장비로 인해 공기를 차단하는 장치가 다소 매끄럽지 않게 작동하였는데 그로 인한 내부 공기의 유입 밑 손실이 오차를 발생시켰다고 생각한다. 실험 2 에서는 열용량비율 를 구해서 계가 한 일을 구하는 실험을 진행했다. 단열 과정이고, 부피가 감소하였으므로 내부의 열은 증가했을 것이다.

자연과학| 2023.03.11| 7페이지| 1,500원| 조회(177)

아주대, adiabatic, 현대물리학실험, 중급물리학실험

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