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인천대 현대물리학실험 3. Electron Charge to Mass Ratio 실험 결과보고서

이번 실험에서는 전자가 구심력으로 작용하는 로런츠 힘을 받아 움직이기에 닫힌 원 궤도가 나오게 되었다. 실험 당시 에는 균일하지 않은 자기장이 형성되어 나선 모양의 음극선이 나왔다. 그후 실험 조건을 바꿔가며 상대적으로 더 균일 한 자기장을 형성하였지만 완전한 균일한 자기장이 아니었다. 실제로도 처음에 를 0V로 설정하였을 때도 음극선이 살짝 편향된 모습을 보였다. 그 이유는 바로 지구 자기장의 영향이라 생각한다. 이를 [3] 다이너모 이론이라 하는데, 이는 천체 내부의 유체 운동으로 큰 자기장을 생성하고 유지하며 움직인다는 것이다. 지구 외 핵에는 4,000~5,000℃ 정도 되는 고온의 철, 니켈 액체들이 지구의 자전과 열대류에 의해 회전하며 전류를 발생시킨다. 이 전류가 전자기 유도 때문에 자기장을 생성하고 유지하고 있다는 이론이다.

자연과학| 2023.08.13| 7페이지| 2,000원| 조회(114)

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인천대 현대물리학실험 5. Photoelectric Effect 결과보고서

광전효과는 빛의 입자성을 뒷받침하는 실험이라 생각한다. 광전효과는 마치 빛의 광자와 금속의 전자라는 두 입자 간 의 탄성 충돌처럼 행동한다는 점이 기반이기 때문이다. 이때 탄성 충돌이라 생각한 점은 광자의 에너지가 전자의 운동 에너지로 전달되었을 때 퍼텐셜 우물 만큼 이상의 광자가 에너지를 가져야만 전자가 퍼텐셜 우물에서 벗어날 수 있다 고 생각하기 때문이다. 고전적인 탄성 충돌은 운동량 보존뿐만 아니라 역학적 에너지 보존이 가능하다. 따라서 이는 빛 의 입자성을 증명하는 실험이라 생각한다. 더불어 [6] 이는 플랑크의 양자 가설을 입증하는 실험이라고도 생각한다. 플랑크는 전자기파가 의 에너지를 가지지 만, 전자기파 자체는 고전적 파동 이론을 따라 행동한다고 생각하였다. 하지만 아인슈타인의 광전효과 실험으로 인해 에너지가 독립된 양자 형태로 전자기파에 전달되면서 전자기파 자신도 독립된 양자로 에너지를 전달할 수 있음을 보였 다. 이를 통해 양자가설이 입증되어 양자역학 발전에 큰 영향을 끼친 실험이라 생각한다.

자연과학| 2023.08.13| 10페이지| 2,000원| 조회(132)

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인천대 현대물리학실험 4. Millikan Oil drop 실험 결과보고서

기름방울을 대전시키는 과정은 기름방울을 직접적으로 이온화하는 것이 아니라 공기 분자의 이온화이다. 이온화 과정 속 전자들은 보통 실험이 이루어지는 계에 존재한다. [3] 음이온은 양이온보다 더 큰 이동성을 가진다. 따라서 기름방울 은 양이온보다는 음이온을 흡수하여 음이온이 될 가능성이 더 크다. 따라서 음이온은 기름방울에 흡수되어 실험 과정 속 중력과 전자기력 평형하에서 균형을 이루어 측정된다. 하지만 양전하를 띤 기름방울도 존재하기에 실제 실험에서도 전기장을 가하거나 가하지 않았을 때도 계속 아래로 운 동하는 기름방울들이 존재하였다. 이들은 중력과 전기력이 같은 방향으로 작용하기에 힘의 평형상태라 말할 수 없으며 관찰 대상에서 제외할 수 있다. 실제 밀리컨이 기름방울 실험 당시에도 X선을 통해 공기 분자를 이온화 시켜 실험을 진행하였다고 한다. [Figure 6]는 밀리컨 기름방울 실험의 모식도이다.

자연과학| 2023.08.13| 11페이지| 2,000원| 조회(157)

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인천대 현대물리학실험 2. Thermal Radiation 결과보고서

이번 실험에서는 흑체 열복사를 중심으로 하여 물질의 방사율을 알아보았고 슈테판-볼츠만 공식을 통해 흑체가 복사 하는 에너지는 흑체가 가지는 절대 온도 4제곱에 비례하는, 즉 선형적인 관계를 아는 것이 목표였다. 실험 ①에서는 흑체 복사에서 복사열을 받는 물질의 재료 및 표면의 상태에 따른 방사율을 보았는데 색깔로 구분하면 검은색과 흰색을 비교할 수 있다. 일단 본 실험에서 사용된 백열전구는 필라멘트를 충분히 뜨거운 온도로 가열한 뒤 가 시광선을 방출하는 열복사 과정을 사용하는 것이다. 이때 백열전구는 열복사를 통해 가시광선 및 적외선 영역을 방출하 게 된다. 그리고 검은색 면이 왜 열을 잘 흡수하는지 우리가 일상에서 확인할 수 있는데 여름에 검은색 차량을 탑승하 면 내부의 온도가 매우 덥고, 상대적으로 흰색 차량에 탑승 시에는 시원함을 느낄 수 있다. 즉, 검은색 물체는 가시광 선 및 적외선 계열의 전자기파를 흡수하고 에너지를 반사하지 않는다.

자연과학| 2023.08.13| 6페이지| 2,000원| 조회(152)

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인천대 현대물리학실험 1. Magnet Force 결과보고서

■ 실험 1 맴돌이 전류의 확인 :이 실험에서는 앞에서 보았듯이, (a), (b), (c) 블레이드가 사용되었다. 일단, 실험에서 사용된 블레이드는 비 강자성체 여서 자석에 달라붙는 상황은 발생하지 않았다. 실험 결과는 (a) 블레이드에서 (c) 블레이드로 갈수록 느리게 멈추는 결 과가 나왔다. 그 이유는 다음과 같다. 블레이드의 모양을 비교해보면 (a) 블레이드가 (b), (c) 블레이드에 비해 단면적이 넓다. 따라서 (a) 블레이드가 자극 면 사이로 지나갈 때 블레이드 면적에서 많은 맴돌이 전류가 발생하게 된다. 그 결과 전자기 유도 현상에 따라 맴돌이 전류에 의해 자기장이 발생하게 되어 (a) 블레이드는 관성을 잃고 제일 빠르게 멈추게 되었다. (b) 와 (c) 블레이드의 차이는 블레이드의 모양에서 기인하였다. (b) 블레이드는 (c) 블레이드에 비해 아래쪽에 연결되어 있어 더 많은 맴돌이 전류가 발생하게 되고 그 결과 (b) 블레이드가 (c) 블레이드에 비해 상대적으로 더 빨리 멈추게 되었다.

자연과학| 2023.08.13| 6페이지| 2,000원| 조회(114)

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