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[대학물리실험] 암페어 법칙 실험 결과보고서

일반 물리 실험결과보고서암페어 법칙1. 관찰 및 결과-코일의 반지름 R = 0.105m-코일에 감긴 도선의 수 N= 200-전류(A) 코일에 흐르는 전류 (A)실험 1실험 2에서 두 코일 사이의 간격반지름반지름의 1.5배반지름의 0.5배0.5 A0.5 A0.5 A0.5 A2. 분석 및 토의- 실험 1 (싱글)- 실험 2 (코일 사이의 간격 = 반지름)- 실험 2 (코일 사이의 간격 = 0.5배)- 실험 2 (코일 사이의 간격 = 0.5배)[질문 1] 실험 1에서 측정한 코일 중심의 자기장 세기를 식와 비교하라.- 위 식의 값은 5.983986007이고, 우리가 실험해 얻은 자기장 세기는 6.61이다. 이론값과 실험값의 오차는 10.46149%이다.[질문 2] 실험 2에서 두 코일의 간격이 반지름과 같을 때, 두 코일의 가운데 지점에서 측정한 자기장 세기를 식와 비교하라.- 위 식의 값은 0.059008444이고, 우리가 실험해 얻은 자기장의 세기는 0.549이다. 이론값과 실험값의 오차는 8.303753%이다.[질문 3] 실험 1의 자기장을 식로 fitting 하여 구한 전류와 의 전류와 비교하여 상대 오차를 구하라. 오차 발생의 원인에 대하여 기술하라.- 실험 1의 자기장을 위의 식으로 fitting한 값은 0.53이다. 의 전류와 비교한 상대 오차는 6% 이다. 오차가 발생한 이유는 센서를 움직이면서 손의 떨림이 있었을 수 있고, 코일과 센서 주위에 있던 전자기기에 의해 자기장에 변화가 있었을 수 있다.[질문 4] 실험 2의 자기장을 식 로 fitting하여 구한 전류와 의 전류와 비교하여 상대 오차를 구하라. 오차 발생의 원인에 대하여 기술하라.- 먼저, 두 코일 사이의 거리가 반지름일 때의 fitting 값은 0.549, 두 코일 사이의 거리가 반지름의 1.5배일 때의 fiiting 값은 0.537, 그리고 두 코일 사이의 거리가 반지름의 0.5배일 때의 fitting 값은 0.542이다. 이 값들을 의 전류와 비교하여 구한 상대 오차는 각각 9.8, 7.4, 8.4이다. 오차가 발생한 이유는 센서를 움직이면서 손의 떨림이 있었을 수 있고, 코일과 센서 주위에 있던 전자기기에 의해 자기장에 변화가 있었을 수 있다.3. 결론- 실험 과정에는 큰 어려움이 없었다. 다만, 그래프의 모양이 매끈하게 나오지 않아서 약간의 어려움이 있었다. 그 이유를 생각해보니 코일 사이로 센서를 움직일 때 매끄럽게 움직이지 못했고, 센서를 이동시킬 때 코일의 중앙에서 직선으로 움직이지 못했던 것 같다. 그래서 센서의 길을 다시 조정하고 센서를 이동시킬 때 최대한 매끄럽게 버벅거리지 않고 이동시키려고 노력하였다. 반복해서 실험을 계속 진행하다 보니 센서를 잘 조절하여 움직일 수 있었고 그래프의 모양을 잘 잡아낼 수 있었다. 모든 실험의 상대 오차가 대략 10% 정도 나오는 것을 보고 실험을 다시 해보면서 오차를 줄여보려고 노력했지만 반복해서 실험을 해도 10% 안팎으로 나왔다. 작은 오차는 아니지만 실험을 실패했다고 하기에는 큰 오차는 아니기에 실험을 성공적으로 했다고 볼 수 있을 것 같다.4. 참고문헌- 김창배 외 8명, 대학물리학실험, 193p~195p

공학/기술| 2022.03.27| 4페이지| 2,500원| 조회(141)

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[대학물리실험] 빛의 반사와 굴절 예비보고서

일반 물리 실험예비보고서빛의 반사와 굴절1. 실험 목적다양한 모양의 거울 표면에서 반사되는 빛을 측정함으로써 빛의 반사법칙을 확인하고, 빛이 공기를 지나 다른 매질로 들어갈 때 굴절하는 각도를 측정하여 스넬(Snell)의 법칙을 확인한다.2. 실험에 관련된 이론3. 실험 장비-광원(PASCO OS-8470)-평면거울-오목거울-볼록거울-원통형 렌즈-빛 판(Ray Table PASCO OS-8465)4. 실험 방법빛 판을 광원 앞에 정렬한 후, 세 개의 거울 면 중 평면이 광원을 향하도록 빛 판 위에 배치하고 빛 판을 돌려서 입사각을 바꾸면서 반사각을 측정한다. 오목한 면과 볼록한 면에 대해서 반복한다. 빛 판 위에 원통형 렌즈를 올려 놓고 빛 판을 돌려서 입사각을 바꾸면서 굴절각을 측정한다.4.1. 빛의 반사 실험① 광원과 빛 판을 적당한 거리를 두고 테이블 위에 배치한 후 하나의 빛살이 나오도록 광원 앞의 바퀴를 돌려서 조정한다.② 평면이 광원을 향하도록 빛 판 위에 거울을 둔다. 거울 면을 빛 판 위의 “COMPONENT” 선에 일치시키고 광원에서 나오는 빛살은 “NORMAL” 선을 따라 거울 면의 중앙에 오도록 빛 판의 위치를 미세 조정한다.③ 빛 판을 임의의 각도로 회전시킨 후, 빛 판 위의 각도계를 이용하여 입사각과 반사각을 읽는다. 좌우 각 2회 실행하여 에 기록한다.④ 오목한 면이 광원을 향하도록 빛 판 위에 거울을 둔다. 거울 면의 양 끝 점을 빛 판 위의 “COMPONENT” 선 위에 두고 광원에서 나오는 빛살은 “NORMAL” 선을 따라 거울 면의 중앙에 오도록 미세 조정한다.⑤ 빛 판을 임의의 각도로 회전시킨 후, 빛 판 위의 각도계를 이용하여 입사각과 반사각을 읽는다. 좌우 각 2회 실행하여 에 기록한다.⑥ 볼록한 면이 광원을 향하도록 빛 판 위에 거울을 두고 위의 ④와 ⑤를 반복하며 결과를 에 기록한다.⑦ 빛 판을 옆으로 치우고 모눈종이를 테이블 위에 놓은 후 그 위에 오목한 거울 면의 중앙이 광원을 향하도록 배치한다. 광원 앞면의 바퀴를 돌려서 평행한 빛살들이 나오도록 하여 오목 거울을 좌우 대칭으로 비추도록 거울의 위치를 미세 조정한다.⑧ 거울이 움직이지 않도록 조심하면서, 연필 또는 볼펜을 사용하여 거울 면을 따라 원호를 그린다.⑨ 반사하는 빛 살들이 모이는 점을 모눈 종이에 표시한다. 그 점과 오목 거울의 중앙 사이의 거리가 오목 거울의 초점거리다. 에 기록한다.⑩ 컴퍼스를 사용하여 오목 거울의 곡률반경을 구하고 에 기록한다.4.2. 빛의 굴절 실험① 하나의 빛살이 나오도록 광원 앞의 바퀴를 돌려서 조정한다.② 빛 판 위에 원통형 렌즈를 둔다. 렌즈의 평평한 면을 빛 판 위의 “COMPONENT” 선에 일치시키고 광원에서 나오는 빛살은 “NORMAL” 선을 따라 거울 면의 중앙에 오도록 빛 판의 위치를 미세 조정한다.③ 빛 판을 10도씩 증가시키면서 한 방향으로 회전하며, 빛 판 위의 각도계를 이용하여 입사각과 굴절각을 읽고, 의 첫 번째와 두 번째 열에 각각 기록한다.④ 빛 판을 돌려서 원통 렌즈의 둥근 표면의 중앙이 광원을 향하도록 한다.⑤ 의 두 번째 열에 기록한 값을 세 번째 열에 복사한다.⑥ 의 세 번째 열의 각도로 빛 살이 렌즈의 둥근 표면으로 입사하도록 빛 판을 회전시키고, 렌즈의 평평한 면을 지나 굴절된 빛의 굴절각을 읽어서 의 네 번째 열에 기록한다.4.3. 결과 분석① 실험 1의 경우, 빛의 반사 법칙이 성립하는지 확인한다. 오목 거울의 초점거리가 곡률반경의 반이 되는지 확인한다.② 실험 2의 경우, 식 에 n1 = 1.0을 대입하고, 의 θ1과 θ2, 그리고 θ1’과 θ2’를 각각 대입하여 원통 렌즈의 굴절률 n2를 알 수 있는데, 이를 위하여 sinθ2를 수평축, 그리고 sinθ1을 수직축으로 하는 그래프로 를 표현하여 직선의 기울기를 구한다.5. 생각해보기① 공기 중에서 렌즈 속으로 빛이 진행할 때 빛은 스넬의 법칙에 따라 굴절한다. 만약, 렌즈에서 공기로 빛이 진행한다고 하면 똑같은 경로를 따라서 반대로 진행할 수 있을까?- 입사각을 θ1, 굴절각을 θ2 이라고 가정할 때, sinθ1 / sinθ2은 항상 일정한 값을 갖는다. 따라서 똑같은 경로를 따라서 반대로 진행할 수 있을 것이다.- 이번 실험에 대한 나의 생각.실험 1은 빛의 반사 실험이다. 실험 과정에서 환경의 문제, 각을 읽는 과정에서의 문제 등 약간의 오차가 발생할 수도 있지만 이론시간에 배웠던 빛의 반사의 법칙이 성립하는 결과를 보일 것이다. 실험 2는 빛의 굴절 실험이다. 이도 마찬가지로 실험 과정에서 약간의 오차가 생길 수 있지만 스넬의 법칙을 만족하는 결과를 얻을 수 있을 것이다.6. 참고- 김창배 외 8명, 대학물리학실험, 203p~207p- Raymond A.Serway and John W. Jewett, 최신대학물리학2, 846p~853p- 빛의 반사, 네이버 지식백과, Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3344292&cid=47338&categoryId=47338" http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3344292&cid=47338&categoryId=47338- 빛의 굴절, 네이버 지식백과, Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1116705&cid=40942&categoryId=32235" http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1116705&cid=40942&categoryId=32235

공학/기술| 2022.03.27| 5페이지| 1,000원| 조회(157)

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[대학물리실험] 빛의 반사와 굴절 결과보고서

일반 물리 실험결과보고서빛의 굴절1. 관찰 및 결과실험 1. 빛의 반사 실험 평면 거울의 반사입사각반사각10103030-20-20-30-30 오목 거울의 반사입사각반사각10103030-20-20-30-30 볼록 거울의 반사입사각반사각10103030-20-20-30-30 오목 거울의 특성초점거리0.066곡률반경0.132실험2. 빛의 굴절 실험 입사각과 굴절각편평한 면둥근 면입사각 (θ1)굴절각 (θ2)입사각 (θ2’)굴절각 (θ1’)**************************840284*************60704*************2. 분석 및 토의- 원통 렌즈의 굴절률 렌즈의 굴절률의 1열과 2열 데이터의 3열과 4열 데이터아크릴의 굴절률1.4007552581.4751433821.491- 4.3 결과분석 ②항에서 제시한 그래프[질문 1] 실험 1의 결과, 빛의 반사 법칙은 성립하는가?실험 1의 결과를 확인하면 입사각과 반사각이 같은 것을 볼 수 있다. 입사각과 반사각이 같으므로 빛의 반사의 법칙이 성립한다고 할 수 있다.[질문 2] 오목 거울의 초점거리와 곡률반경의 관계는 어떻게 되는가?초점거리의 2배가 곡률반경이다.[질문 3] 빛의 굴절에 있어서 가역성이 성립하는가?을 보면 빛의 굴절에 있어서 가역성이 성립하는 것을 볼 수 있다. 공기에서 아크릴으로 빛이 들어갈 때에는 입사각이 굴절각보다 크고, 아크릴에서 공기로 빛이 들어갈 때에는 굴절각이 입사각보다 큰 것을 확인할 수 있다.3. 결론평면 거울, 오목 거울, 볼록 거울에서 반사되는 빛을 측정함으로써 빛의 반사법칙을 확인할 수 있었고, 빛이 공기를 지나 다른 매질로 들어갈 때 굴절하는 각도를 측정하여 스넬의 법칙을 확인할 수 있는 실험이었다. 실험 1인 빛의 반사 실험은 성공적으로 한 실험이었다. 하지만 내 생각에 실험 2인 빛의 굴절 실험은 성공적으로 했다고 할 수 없을 것 같다. 우선, 조교님께서 알려주신 아크릴의 굴절률 1.491의 값과 우리들이 실험해서 얻은 굴절률의 오차가 굉장히 크게 났기 때문이다. 의 1,2열의 아크릴 굴절률은 3,4열의 데이터와 비교했을 때에도 크게 차이가 난다. 실험 후에 오차가 난 이유에 대해 생각해보았다. 내가 생각하기엔 각도기가 돌아가면서 각도기 위에 있던 아크릴이 약간 흔들리면서 정확한 값을 얻어내지 못한 것 같다. 주의하면서 각도기를 돌렸지만 아크릴이 정확한 자리에 있지 못했던 것 같다. 또, 각도를 정확한 값으로 읽어내지 못했을 수 있다. 이것들 외에도 다른 오차 발생 요인이 있었을 것이다. 복합적으로 이번 실험을 정확하게 진행하지 못한 것이 오차를 크게 낸 원인인 것 같다. 다음 실험에서는 이론과 비슷하도록 실험할 것이다.4. 참고문헌- 김창배 외 8명, 대학물리학실험, 209p~212p

공학/기술| 2022.03.27| 4페이지| 2,000원| 조회(376)

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[대학물리실험] 평행판 전극 실험 예비보고서

일반 물리 실험예비보고서평행판 전극의전기력 측정1. 실험 목적두 개의 나란한 금속 판을 대전시켜 이들 사이의 전기력을 측정하고 평행판 축전기의 특성을 이해한다.2. 실험에 관련된 이론3. 실험 장비- 직류전원(15kV, 1mA)- 전자저울(0.5g 눈금)- 평행판 축전기4. 실험 방법전극 사이의 전위차는 일정하게 유지하면서 전극 사이의 간격을 변화시켜 전자저울의 눈금을 읽어서 전기력과 간격 사이의 관계를 알아본다. 전극 사이의 간격은 일정하게 유지하는 대신 이번에는 전위차를 변화시키면서 전자저울의 눈금을 읽어서 전기력과 전위차의 관계를 검증한다.( - 전극 사이의 간격이 너무 작으면 불꽃이 발생한다. 이것이 전자저울에 영향을 미칠 수 있으므로 불꽃이 생기지 않게 주의한다.- 높은 전압을 다루는 실험이므로 전기적인 충격을 받지 않도록 양극은 주의해서 다루어야 한다.)4.1. 데이터 수집 실험A. 전위차는 일정하게 유지하고 전극 사이의 간격을 변화시키는 실험① 사용할 판의 지름을 측정한 후 단면적을 계산하고 기록한다.② 전자저울의 수평상태를 확인한다.③ 아래 전극 판과 위 전극 판이 서로 평행하고 수평임을 육안으로 확인한 후(위쪽 판을 아래로 내리면 아래쪽 판과 정확하게 수평으로 만나야 한다.), 부착된 마이크로미터를 사용하여 판들 사이의 간격을 4mm가 되도록 조절하고 표에 기록한다. 마이크로미터의 손잡이를 시계방향으로 돌리면 위쪽 판을 위로 올릴 수 있다.④ 도체 막대를 써서 두 전극을 동시에 접촉하여 전극들에 남아있는 잉여전하를 제거한 후, 전자저울의 영점을 맞춘다. 정확한 영점을 맞추기 위해서는 어느 정도(약 30초) 기다려야 한다.⑤ 직류 전원의 스위치는 OFF 상태로 두고, 직류 전원의 양극을 위쪽 판에, 음극은 아래쪽 판과 연결한다.⑥ 직류 전원이 전위차(전압) 조절 나사를 시계반대 방향으로 끝까지 돌린 후(전압이 0) 스위치를 켠다.⑦ 전압을 서서히 증가시켜 원하는 수치(대략 5kV)로 맞춘 후, 전압의 수치와 전자저울에 표시된 수치에 중력가속도를 곱한 ‘무게’를 기록한다. 저울에 표시되는 수치의 변화가 없을 때까지 약 30초 정도 기다릴 필요가 있을 수 있다.⑧ 마이크로미터의 눈금을 보면서 두 판 사이의 간격을 매번 0.5mm 씩 증가시키면서 그 때마다 ’무게’를 기록하여 총 10번을 측정한다.⑨ 직류 전원의 전압을 0으로 조절한 후, 스위치를 끈다. 그리고, 도체 막대를 사용해서 두 전극을 동시에 접촉하여 전극들에 남아있는 잉여전하를 제거한다.B. 전극 사이의 간격은 일정한 대신 전위차를 변화시키는 실험① 실험 A의 과정 ①~⑥을 반복한다.② 전압을 서서히 증가시켜 0.5kV로 맞춘 후, 전압의 수치와 전자저울에 표시된 수치에 중력가속도를 곱한 ‘무게’를 기록한다.③ 두 판 사이의 간격은 변화시키지 않고 직류 전원을 전압을 매번 0.5kV씩 증가시키면서 그 때마다 ‘무게’를 기록하여 총 10번을 측정한다.④ 직류 전원의 전압을 0으로 조절한 후, 스위치를 끈다. 그리고, 도체 막대를 사용해서 두 전극을 동시에 접촉하여 전극들에 남아있는 잉여전하를 제거한다.4.2. 결과 분석① 실험 A의 결과를 힘(F)과 판 사이의 간격(d)의 그래프로 표시하고, F의 d-2 추세선을 구하여 식 을 검증한다.② 실험 B의 결과를 힘(F)과 전위차(V)의 그래프로 표시하고, F의 V2 추세선을 구하여식 을 검증한다.5. 생각해보기① 실험 과정에서 전자저울이 표시하는 수치는 음수이다. 그 이유는 무엇인가?- 전기력의 방향이 아래쪽을 향하기 때문에 전자저울이 표시하는 수치는 음수가 된다.- 실험 예상: 아래 전극 판과 위 전극 판이 수평임을 육안으로 확인하기 때문에 이 부분에서 오차가 생길 수 있을 것 같다. 전극 사이의 간격이 넓어지면 F의 값이 작아지고 전위차가 커지면 F의 값이 커질 것 같다.6. 참고문헌- 김창배 외 8명, 대학물리학실험, 147p~151p- 쿨롱법칙, 네이버 지식백과http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=982466&cid=47338&categoryId=47338

공학/기술| 2022.03.27| 5페이지| 1,000원| 조회(140)

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[대학물리실험] 평행판 전극 실험 결과보고서

일반 물리 실험결과보고서평행판 전극의전기력 측정1. 관찰 및 결과-판의 단면적 S= 0.017663 m2A. 전위차는 일정하게 유지하고 전극 사이의 간격을 변화시키는 실험-전위차 V= 5000 V 판 사이의 간격에 따른 판 사이의 힘번호판 사이의 간격 d (m)(저울 수치)*(중력가속도) F (N)10.00400.14695420.00450.11438530.00500.08917340.00550.06857250.00600.05758560.00650.04728470.00700.03963280.00750.03492490.00800.030411100.00850.026585B. 전극 사이의 간격은 일정한 대신 전위차를 변화시키는 실험-판 사이의 간격 d= 0.004 m 판 사이의 전위차에 따른 판 사이의 힘번호판 사이의 전위차 V (V)(저울 수치)*(중력가속도) F (N)15000.003139210000.013047315000.021680420000.033746525000.044537630000.059056735000.077401840000.097806945000.1206631050000.1459732. 분석 및 토의A. 전위차는 일정하게 유지하고 전극 사이의 간격을 변화시키는 실험-식 의 계수: = 1.95E-06; F와 d-2 추세선의 계수 = 2.5E-06 상대오차(%) = 27.81524B. 전극 사이의 간격은 일정한 대신 전위차를 변화시키는 실험-식 의 계수: =4.88E-09; F와 V2 추세선의 계수 = 5.6E-09 상대오차(%) = 14.641683. 결론실험 A에서 이론값과 실험값의 상대오차는 27.8%정도 나왔고, 실험 B에서 이론값과 실험값의 상대오차는14.6%정도로 나왔다. 그 동안 했던 실험들에 비하면 오차 값이 크게 나왔지만, 다른 몇몇 조와 비교했을 때 오차값이 적게 나왔기 때문에 실험은 비교적 성공했다고 생각한다. 오차가 난 이유는 실험을 함에 있어서 주변의 물건 때문에 전기력을 받았을 수도 있고 우리가 확인할 수 없었던 외부의 전기력이 있었을 수도 있기 때문에 오차가 생긴 것 같다. 그리고 이번 실험을 통해 평행판 축전기의 특성에 대해 정확히 이해할 수 있었다. 축전기 사이의 거리가 멀어질수록 판 사이의 힘이 줄어드는 것을 확인하였고, 축전기 사이의 거리가 일정할 때 판 사이의 전위차가 커질수록 판 사이의 힘이 세지는 걸 확인하였다. 예비보고서에 썼던 실험목표를 이루었다.4. 참고문헌- 김창배 외 8명, 대학물리학실험, 153p~155p

공학/기술| 2022.03.27| 4페이지| 1,500원| 조회(145)

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