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밀리컨의 유적 (millikan's oil drop) 실험 보고서 평가D별로예요

1. 실험의 이론적 배경먼저, 밀리컨이 유적 실험을 하기 전까지의 과학사적 배경을 살펴보자. 과거 학자들은 호박 에 붙은 먼지를 통해 마찰전기로 인해 발생한 정전기 효과를 알아내었다. 그 후 16세기에 이 러한 성질을 나타내는 물질을 '전기'라고 정의하였다. 18세기에 벤자민 프랭클린은 전하의 개 념을 정의하고, 톰슨보다 먼저 전기가 입자적 성질을 갖는다는 가설을 제창하였다. 1878년 윌 리엄 크룩스는 기체가 들어있는 밀폐된 유리관을 전원에 연결하면 기체가 빛을 내는 음극관을 발견하였다.1897년 톰슨은 앞서 발견된 음극선을 이용한 세 가지 실험을 통해 음극선이 에테르와 관련 된 비물질적인 것이라는 당시 사람들의 의견을 반박하였다. 즉, 톰슨은 음극선이란 (-)전하를 띤 질량을 가진 입자로 구성되어 있다는 것을 발견하였다. 그는 이와 같이 전자를 발견하였을 뿐만 아니라, 전자의 전하 대 질량의 비(e/m)(비전하)를 계산한 공로로 1906년 노벨 물리학상 을 수상하였다. 이것이 우리가 알고 있는 전자를 발견하기까지의 과정이다.

자연과학| 2017.09.23| 7페이지| 1,000원| 조회(209)

실험보고서, 기름방울, 현대물리, 밀리컨, millikan, 밀리컨의 유적실험, m..

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플랑크 헤르츠 (Frank-hertz) 실험 결과 보고서 평가A+최고예요

Ⅰ. 실험 제목; Franck-hertz ExperimentⅡ. 실험 목적1. 에너지 준위, 탄성충돌, 비탄성 충돌 등의 개념을 익히고 에너지의 양자화를 이해한다.2. ‘Franck-Hertz Experiment’를 통해 네온 원자의 불연속적 에너지 준위를 직접 확인한다.3. 각 원자마다 에너지 준위가 다름을 확인한다.Ⅲ. 실험 이론1. 역사적 배경먼저 프랑크 헤르츠 실험의 이론을 알아보기 전에, 그에 대한 역사적 배경을 살펴보자. 다음 그림은 원자 모형의 변천 과정을 순서대로 나타낸 것이다.첫 번째는 돌턴의 원자모형으로 원자는 단단하고 더 이상 쪼갤 수 없는 공 모양이라는 가설을 바탕으로 주장하였다. 여기서 전자가 발견되게 되며 (+)전하를 띤 푸딩에 전자가 박혀 있는 푸딩 모형을 톰슨이 주장하였다. 이때까지 원자핵의 개념은 없었는데, 러더퍼드가 알파입자 산란실험을 통해 행성 모형을 주장하였다. 러더퍼드의 행성모형이란 원자의 중심에 질량의 대부분을 차지하는 (+) 전하를 띤 원자핵이 존재하고, 그 주위를 전자가 돈다는 것이다.러더퍼드의 행성 모형은 굉장히 설득력 있었으나, 고전물리학의 전자기 이론과 충돌하는 한계점을 갖게 된다.

자연과학| 2017.09.23| 13페이지| 1,000원| 조회(510)

물리실험, 현대물리, 플랑크상수, 플랑크헤르츠, 플랑크, 플랑크헤르츠실험, 플랑크헤..

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[광전효과] 현대물리실험 광전효과 예비보고서 평가A좋아요

Photoelectric Effect 물리학과 00000000 000 (0조)[현대 물리 실험1]예비보고서Photoelectric Effect이 름학 과물리학과학 번일 시2017.04.04공동 실험자Ⅰ 실험 제목; Photoelectric Effect (광전효과)Ⅱ 실험 목적1. 금속 등의 물질이 고유의 특정 파장 보다 높은 에너지를 가진 짧은 파장의 전자기파를 흡수했을 때 전자를 내보내는 현상인 광전효과에 대해 이해한다.2. 위의 광전효과를 고전적인 관점(파동모형)과 현대적인 관점(입자(양자)모형)에서 이해하고 그 차이를 비교하며, 광양자설을 이해한다.3. 광전관을 이용하여 광전효과를 관찰하고, 플랑크 상수를 직접 측정해본다.Ⅲ 실험 이론1. 광전효과(Photoelectric Effect)와 그에 관한 실험먼저, 광전효과란 금속 등의 물질이 고유의 특정 파장보다 높은 에너지를 가진 짧은 파장(빛, 자외선, X선, γ선 등)의 전자기파를 흡수했을 때, 원자 내에 속박 되어있던 전자를 내보내는 현상이다. 즉, 빛이 어떤 물체에 부딪힐 때 전자가 방출되는 현상이다. 이 때 방출되는 전자를 광전자라 하는데, 보통 전자와 성질이 다르지는 않지만 빛에 의해 방출되는 전자이기 때문에 붙여진 이름이다. 이러한 현상은 1887년 하인리히 헤르츠가 발견하였다.그림 1 광전효과당시 많은 과학자들은 빛의 방출과 흡수에 대해 관심이 많았으며, 고전적인 관점에서 빛에 관한 이론들을 해석 및 공식화 하려고 하였다. 그러나 빛을 이용한 실험은 고전 물리가 자연의 법칙을 설명하는 완벽한 이론이라고 하기에 결정적인 한계를 지적했다. 그렇다면 광전효과를 이용한 이 실험(h/e실험)에 대해 알아보자.그림 2 광전효과 실험 장치그림 3 빛의 진동수가 일정한 경우 위와 같은 실험 장치에 적당한 크기의 진동수를 가진 단색광을 도체의 표면에 비추면 금속 면으로부터 전자가 방출되어 음극에 도달하며 이로 인해 흐르는 전류를 전류계를 통해 측정할 수 있다. 이때, 음극과 양극 사이에 역전압을 걸어 방출된 전자의 운동을 방해한다면, 역전압보다 큰 운동에너지를 가진 전자는 음극에 도달할 것이고, 역전압을 증가시킬수록 음극에 도달할 수 있는 전자는 점점 줄어들어 마침내 전류가 흐르지 않을 것이다. 이것을 바탕으로 실험 조건을 조금씩 바꿔보며 그에 따른 관계식을 도출해 보자.그림 3 빛의 세기가 일정한 경우앞의 그래프에서 알 수 있듯이, 빛의 세기나 진동수를 고정시키고 다른 값을 변화시키면 아래와 같은 현상을 관찰 할 수 있다.① 금속에 비추는 빛의 진동수가 특정한 값(nu_0) 보다 커야 금속에서 광전자가 방출된다. 이때 이nu_0 값을 한계 진동수라고 하며 금속의 종류에 따라 그 값이 다르다.② 한계 진동수(nu_0`)보다 작은 진동수의 빛은 아무리 빛의 세기를 세게 조절하거나오랜 시간 비추어도 광전자가 방출 되지 않는다. 또한, 한계진동수(nu_0)이상의 빛을비추면 빛의 세기에 관계없이 빚을 비추는 즉시 광전자가 방출 된다.③ 동일한 진동수의 빛일 경우 방출되는 광전자 수는 빛의 세기에 비례한다.즉, 방출된 광전자의 운동에너지는 빛의 세기와는 무관하고 빛의 진동수와 관계된다는 것을 알 수 있다. 그렇다면 이러한 실험결과에 대해서 고전적인 관점과 현대적인 관점에서 해석해보고 그 차이를 비교해보자.2. 빛의 파동설 ? 고전적 관점과거 과학자들은 빛이 소리나 물결과 같이 파동만이 가질 수 있는 회절과 굴절 현상을 보인다는 사실을 바탕으로 약 19세기 말까지 빛의 파동설이 지배적이었다. 따라서 이를 바탕으로 한 고전적 관점으로 위 실험을 해석하고자 하였으나 많은 한계를 발견하게 되었다.첫 번째는 고전적 관점에서는 빛의 세기가 증가함에 따라 에너지가 더 빠른 비율로 금속판에 전달되고 전자들은 좀 더 큰 운동 에너지로 방출되어야만 한다고 예측하였으며, 빛의 진동수와 운동에너지 사이에는 아무 관계가 없어야 한다고 예측하였다. 하지만 광전효과로 인해 튀어나오는 광전자의 최대 운동 에너지는 빛의 세기에는 무관하며 정지 전위(저지 전압)에 비례한다. 또한 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지는 빛의 진동수가 증가함에 따라 증가한다.두 번째로는 고전적 관점에서는 빛의 진동수와는 무관하게 금속판에는 에너지가 전달되므로 빛의 세기만 충분히 세다면 진동수와 상관없이 금속판에서는 전자가 방출되어야 한다. 하지만 실제 실험에서는 입사하는 빛의 진동수가 차단 진동수 이하일 경우 광전자가 방출되지 않았으며, 빛의 진동수가 차단 진동수 이상이라면 빛의 세기와 무관하게 광전자가 방출되었다.마지막으로는 고전적인 관점에서는 빛의 세기가 약할 경우에도 빛이 금속판에 조사되고 난 다음 전자가 입사한 복사 에너지를 흡수하여 금속판에서 탈출하기에 충분한 에너지를 얻는데 까지 걸리는 시간이 측정되어야 한다고 예측하였다. 하지만 실제 실험 결과는 금속판에서 방출된 전자들이 매우 낮은 세기의 빛에 대해서도 거의 순간적으로 (10-9sec 보다 짧은 시간으로) 방출되었다. 빛을 파동으로 생각하였던 당시의 관점에서는 빛이 충돌하여 전자를 튕겨나오게 하는 것에 대해 설명할 수 없었다.그 외에도 물질의 종류마다 한계 진동수가 다른 것 등 빛의 파동설로는 설명할 수 없게 되었으며 빛에 대한 새로운 해석을 필요로 하였다.3. 빛의 입자설(광양자설) - 현대적 관점(1) 현대적 관점의 발전 과정앞서 설명한 고전적 관점에 많은 한계를 느낀 과학자들은 다른 관점으로 빛을 바라보기 시작한다. 현대적 관점에서는 광전효과에 관한 위의 실험 결과를 해석하기 위해서는 빛의 본성이 파동이라는 과거의 사고에서 벗어나 빛도 전자와 마찬가지로 일정한 값의 에너지를 갖고 있으며 셀 수 있는 하나하나의 입자라고 생각하는 빛의 입자설을 주장하였다.이러한 주장의 대표적인 사람이 바로 1900년 독일의 물리학자 플랑크(Max Karl Ernst Ludwig Plank)이다. 그는 빛이 입자임과 동시에 파동인 물질이라는 가설로 이 문제에 대한 최초의 이론적 통합을 시도 하였다. 즉, 빛의 에너지는 입자설로 설명할 수 있는 특정한 단위 즉, 양자를 가진다는 양자가설을 주장하며 빛의 파동성과 입자성을 하나로 통합함으로써 고전물리학에서 현대 물리학으로의 전환점을 제시했다. 독일의 과학자 빈과 영국의 과학자 레일리는 각각 흑체복사 진동수와 온도의 관계를 나타내는 공식을 발표하였다. 그러나 빈은 진동수가 큰 영역에서만, 레일리는 진동수가 작은 영역에서만 실험값과 일치하였다. 이에 플랑크는 빛이 진동수 ν에 일정한 상수를 곱한 값을 에너지 단위로 가진다고 가정하며 모든 진동수 영역에 적용할 수 잇는 공식을 제시하였다. 플랑크의 양자 가설에 따르면 진동수 ν인 빛은 hν, 2hν 등 hν의 정수배의 불연속 적인 에너지 값만 가질 수 있다. 1918년 프랑크는 이 이론으로 노벨 물리학상을 수상한다.1905년 아인슈타인은 플랑크의 양자 가설을 보다 발전시켜 광양자설을 주장함으로써 광전효과와 그에 관한 실험을 명료하게 해석하였다. 그는 플랑크의 양자가설을 빛에 적용하여 빛의 에너지 입자를 광양자(photon)이라고 정의 하였으며 진동수 ν를 갖는 빛은 에너지(hν)를 갖는 광양자라는 입자의 모임이라고 주장하였다. 그렇다면 우리는 이러한 현대적인 관점으로 앞에서 해석한 실험을 다시 한 번 해석해보자.(2) 현대적 관점을 통한 실험 해석먼저 광양자설을 바탕으로 수식을 세워보자. 실험에서 입사되는 진동수 ν의 빛이 가진 에너지는 아래와 같다.E=h nu=KE_max + W_0(1)여기서 h는 플랑크 상수, ν는 진동수,KE_max는 최대운동에너지,W_0는 일함수이다. 일함수란 금속 표면에서 전자를 떼어내기 위한 최소한의 에너지로h nu _0 (nu_0: 각 금속의 한계 진동수)의 값과 같다. 따라서 ν의 진동수를 가진 단색광이 입사되었을 때, 방출된 전자의 최대 운동에너지는KE_max = h( nu-nu_0 )이며 양수여야 하므로nu >nu_0이여야 한다.표 1 각 금소의 일함수 (각 금속의 일함수는 아래 표의 값을 따른다)그렇다면 이제 음극과 양극 사이에 역전압을 걸어 전류가 흐르지 않을 때의 경우를 살펴보자. 이때의 전압을 저지전압(정지전위)라고 하며V_S라고 표기한다. 즉, 운동에너지와 저지전압(정지전위)의 관계식은 아래와 같이 표현할 수 있다.KE_max = h(nu - nu_0 ) = eVs(2)이 식을 통해 전압과 진동수 사이의 관계식을 구하고 그래프로 그리면 다음과 같다.nu=nu_0 + ( e over h ) V_S(3)그림 5 진동수와 전압의 관계에 대한 그래프V_S = h over e ( nu - nu_0 )(4)그래프에서 알 수 있다시피 전압은 진동수와 비례하고 기울기는h overe값으로 일정하다. 이러한 수식과 이론은 광전효과와 그 실험결과를 명료하게 해석할 수 있다.먼저 한계진동수 이상의 빛이 입사한 경우 광자가 가지는 에너지는 금속의 일함수보다 크므로 광전자를 방출한다. 이때 광전자의 질량을 m, 속도를 v라고 한다면 운동에너지

자연과학| 2017.05.23| 9페이지| 1,000원| 조회(439)

광전효과, 광전, 현대물리, 예비보고서, 현대물리실험, 실험레포트, 양자물리

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[현대물리실험] 프랑크헤르츠 (Flanck-hertz) 발표자료

양자역학에 대한 이론적인 기초지식은 물리량은 양자화 되어 있다는 것과 입자의 파동의 이중성에 근거한다. 그 중에서 양자화에 대한 개념은 1901년 독일의 물리학자 막스 플랑 크 (Max Planck)가 흑체복사를 설명하기 위해 도입한 개념으로부터 시작한다. 이후 덴마크 의 물리학자 1913년 닐스 보어 (Niels H.D. Bohr) 가 러더퍼드(Ernest Rutherford, 영국)의 원자 모형이 가진 문제점을 해결하기 위하여 그가 창안한 원자모형을 제시함으로써 물리 학에 대한 새로운 접근 방식이 정착하게 되었다. 보어의 모형이 제시된 이후, 1914년 독일의 물리학자 제임스 프랑크 (James Franck)와 구 스타프 L.헤르츠 (Gustav Ludwig Hertz)는 열전자를 가속하여 만든 전자빔을 저압기체 속 으로 지나가게 하여 기체를 이루는 원자와 충돌하게 하고, 이때의 전자빔을 가속시키는데 따른 전류세기의 변화를 조사하게 되었다. 이 실험은 보어의 원자구조에 대한 실험적인 근거가 되었고, 두 사람은 이 공로를 인정받아 1925년 노벨 물리학상을 수상하게 되었다.

자연과학| 2017.05.21| 14페이지| 1,000원| 조회(192)

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[현대물리실험] 광전효과 결과보고서 photoelectri 평가A좋아요

Photoelectric Effect 물리학과 0000000 000 (0조)[현대 물리 실험1]결과보고서Photoelectric Effect이 름학 과물리학과학 번일 시2017.04.12공동 실험자Ⅰ 실험 제목; Photoelectric Effect (광전효과)Ⅱ 실험 목적1. 금속 등의 물질이 고유의 특정 파장 보다 높은 에너지를 가진 짧은 파장의 전자기파를 흡수했을 때 전자를 내보내는 현상인 광전효과에 대해 이해한다.2. 위의 광전효과를 고전적인 관점(파동모형)과 현대적인 관점(입자(양자)모형)에서 이해하고 그 차이를 비교하며, 광양자설을 이해한다.3. 광전관을 이용하여 광전효과를 관찰하고, 플랑크 상수를 직접 측정해본다.Ⅲ 실험 이론1. 광전효과(Photoelectric Effect)와 그에 관한 실험먼저, 광전효과란 금속 등의 물질이 고유의 특정 파장보다 높은 에너지를 가진 짧은 파장(빛, 자외선, X선, γ선 등)의 전자기파를 흡수했을 때, 원자 내에 속박 되어있던 전자를 내보내는 현상이다. 즉, 빛이 어떤 물체에 부딪힐 때 전자가 방출되는 현상이다. 이 때 방출되는 전자를 광전자라 하는데, 보통 전자와 성질이 다르지는 않지만 빛에 의해 방출되는 전자이기 때문에 붙여진 이름이다. 이러한 현상은 1887년 하인리히 헤르츠가 발견하였다.그림 1 광전효과당시 많은 과학자들은 빛의 방출과 흡수에 대해 관심이 많았으며, 고전적인 관점에서 빛에 관한 이론들을 해석 및 공식화 하려고 하였다. 그러나 빛을 이용한 실험은 고전 물리가 자연의 법칙을 설명하는 완벽한 이론이라고 하기에 결정적인 한계를 지적했다. 그렇다면 광전효과를 이용한 이 실험(h/e실험)에 대해 알아보자.위와 같은 실험 장치에 적당한 크기의 진동수를 가진 단색광을 도체의 표면에 비추면 금속 면으로부터 전자가 방출되어 음극에 도달하며 이로 인해 흐르는 전류를 전류계를 통해 측정할 수 있다. 이때, 음극과 양극 사이에 역전압을 걸어 방출된 전자의그림 2 광전효과 실험 장치그림 3 빛의 진동수 일정한 경우기에 관계없이 빚을 비추는 즉시 광전자가 방출 된다.③ 동일한 진동수의 빛일 경우 방출되는 광전자 수는 빛의 세기에 비례한다.즉, 방출된 광전자의 운동에너지는 빛의 세기와는 무관하고 빛의 진동수와 관계된다는 것을 알 수 있다. 그렇다면 이러한 실험결과에 대해서 고전적인 관점과 현대적인 관점에서 해석해보고 그 차이를 비교해보자.2. 빛의 파동설 ? 고전적 관점과거 과학자들은 빛이 소리나 물결과 같이 파동만이 가질 수 있는 회절과 굴절 현상을 보인다는 사실을 바탕으로 약 19세기 말까지 빛의 파동설이 지배적이었다. 따라서 이를 바탕으로 한 고전적 관점으로 위 실험을 해석하고자 하였으나 많은 한계를 발견하게 되었다.첫 번째는 고전적 관점에서는 빛의 세기가 증가함에 따라 에너지가 더 빠른 비율로 금속판에 전달되고 전자들은 좀 더 큰 운동 에너지로 방출되어야만 한다고 예측하였으며, 빛의 진동수와 운동에너지 사이에는 아무 관계가 없어야 한다고 예측하였다. 하지만 광전효과로 인해 튀어나오는 광전자의 최대 운동 에너지는 빛의 세기에는 무관하며 정지 전위(저지 전압)에 비례한다. 또한 방출되는 광전자의 최대 운동 에너지는 빛의 진동수가 증가함에 따라 증가한다.두 번째로는 고전적 관점에서는 빛의 진동수와는 무관하게 금속판에는 에너지가 전달되므로 빛의 세기만 충분히 세다면 진동수와 상관없이 금속판에서는 전자가 방출되어야 한다. 하지만 실제 실험에서는 입사하는 빛의 진동수가 차단 진동수 이하일 경우 광전자가 방출되지 않았으며, 빛의 진동수가 차단 진동수 이상이라면 빛의 세기와 무관하게 광전자가 방출되었다.마지막으로는 고전적인 관점에서는 빛의 세기가 약할 경우에도 빛이 금속판에 조사되고 난 다음 전자가 입사한 복사 에너지를 흡수하여 금속판에서 탈출하기에 충분한 에너지를 얻는데 까지 걸리는 시간이 측정되어야 한다고 예측하였다. 하지만 실제 실험 결과는 금속판에서 방출된 전자들이 매우 낮은 세기의 빛에 대해서도 거의 순간적으로 (10-9sec 보다 짧은 시간으로) 방출되었다. 빛을 파동빛이 입자임과 동시에 파동인 물질이라는 가설로 이 문제에 대한 최초의 이론적 통합을 시도 하였다. 즉, 빛의 에너지는 입자설로 설명할 수 있는 특정한 단위 즉, 양자를 가진다는 양자가설을 주장하며 빛의 파동성과 입자성을 하나로 통합함으로써 고전물리학에서 현대 물리학으로의 전환점을 제시했다. 독일의 과학자 빈과 영국의 과학자 레일리는 각각 흑체복사 진동수와 온도의 관계를 나타내는 공식을 발표하였다. 그러나 빈은 진동수가 큰 영역에서만, 레일리는 진동수가 작은 영역에서만 실험값과 일치하였다. 이에 플랑크는 빛이 진동수 ν에 일정한 상수를 곱한 값을 에너지 단위로 가진다고 가정하며 모든 진동수 영역에 적용할 수 잇는 공식을 제시하였다. 플랑크의 양자 가설에 따르면 진동수 ν인 빛은 hν, 2hν 등 hν의 정수배의 불연속 적인 에너지 값만 가질 수 있다. 1918년 프랑크는 이 이론으로 노벨 물리학상을 수상한다.1905년 아인슈타인은 플랑크의 양자 가설을 보다 발전시켜 광양자설을 주장함으로써 광전효과와 그에 관한 실험을 명료하게 해석하였다. 그는 플랑크의 양자가설을 빛에 적용하여 빛의 에너지 입자를 광양자(photon)이라고 정의 하였으며 진동수 ν를 갖는 빛은 에너지(hν)를 갖는 광양자라는 입자의 모임이라고 주장하였다. 그렇다면 우리는 이러한 현대적인 관점으로 앞에서 해석한 실험을 다시 한 번 해석해보자.표 1 각 금소의 일함수(2) 현대적 관점을 통한 실험 해석먼저 광양자설을 바탕으로 수식을 세워보자. 실험에서 입사되는 진동수 ν의 빛이 가진 에너지는 아래와 같다.E=h nu=KE_max + W_0(1)여기서 h는 플랑크 상수, ν는 진동수,KE_max는 최대운동에너지,W_0는 일함수이다. 일함수란 금속 표면에서 전자를 떼어내기 위한 최소한의 에너지로h nu _0 (nu_0: 각 금속의 한계 진동수)의 값과 같다. 따라서 ν의 진동수를 가진 단색광이 입사되었을 때, 방출된 전자의 최대 운동에너지는KE_max = h( nu-nu_0 )이며 양수여야 하므로nu >가 가지는 에너지는 금속의 일함수보다 크므로 광전자를 방출한다. 이때 광전자의 질량을 m, 속도를 v라고 한다면 운동에너지1over2 mv^2은 식(2)와 같이 표현된다. 즉, 운동에너지는 빛의 진동수에 비례함을 증명할 수 있다. 반면 한계 진동수 이하의 빛이 입사하였을 때는 아무리 빛의 세기를 증가시켜도 광자가 가진 에너지가 금속의 일함수보다 작으므로 광전자는 방출 되지 않는다. 즉, 빛의 세기가 크면 빛의 에너지를 가진 광자만 많아질 뿐이다. 마지막으로 순간적으로 전자가 방출 되는 것 또한 설명할 수 있다. 만일 10-6W/m2 세기의 빛이 나트륨 표면에 흡수 되면 측정 가능한 광전류가 흐르게 된다. 나트륨 1m2 크기의 표면에는 1019 개의 원자가 포함되어 있는데 만약 빛이 파동성으로만 바라본다면 1019개 만큼 있는 원자는 각각 10-25 의 에너지를 받을 것이다. 그러면 나트륨 표면에서 전자를 끌어 내려면 한달이 넘는 시간 동안 빛을 비추어야만 한다. 하지만 전자는 빛을 비추는 즉시 튀어 나온다. 이것은 빛의 입자성으로 해석이 되는데 빛의 에너지는 작은 광자에 집중되어 있기 때문이다. 이러한 사실들은 아래 그림을 통해 쉽게 이해 할 수 있다.그림 6 광양자설에 따른 광전자의 방출따라서 우리는 방출된 광전자의 운동에너지는 빛의 세기와는 무관하고 빛의 진동수에 관계한다는 것 실험 결과를 설명할 수 있다. 또한 우리는 양자역학의 기본 상수 중 하나인 입자의 에너지와 드브로이 진동수의 비인 플랑크 상수 값 또한 구할 수 있다.참고) 콤프턴 효과미국의 물리학자 콤프턴이 전자에 X선을 쪼였을 때 전자가 튀어나오는 현상을 발견하고, 이 산란을 콤프턴 산란이라고 명명하였다. 그는 산란되는 각이 클수록 산란되는 X선의 파장이 입사한 X선의 파장보다 길어지는 것을 발견하였다. 빛이 파동이라면 입사 X선의 파장과 산란 X선의 파장이 같아야 하므로 콤프턴 효과는 모순이 된다. 그러나 아인슈타인의 광양자설에 의하면 빛 속의 광양자가 금속 전자와 충돌할 때 그 만큼 운동 에 상수 측정 장치2. 실험 방법1) 실험1① 플랑크 상수 측정 장비에 전원선을 연결하고 전원을 켠다② 광전관에 빛이 들어가지 않도록 덮개를 닫고 광원도 모두 끈다.③ Voltage를 최소로, Gain은 최대로 놓고 Zero 다이얼을 돌려가면서 영점을 조절한다.④ 빨간색 광원을 켜고 차단레버를 80에 맞춘 다음 전류가 변하는지 확인한다.⑤ 전류가 일정한 값이 되면 Voltage 다이얼을 돌려 전류가 0이 되는 전압 값을 찾는다.⑥ 같은 광원에 대하여 차단레버를 60, 40, 20, 0로 바꿔가며 ②~⑤를 반복한다.⑦ 광원을 바꿔서 동일한 실험을 반복한다.2) 실험2① 실험1의 ③까지 동일하게 진행한 후 빨간색 광원을 켜고 차단레버를 0에 맞춘다.② 전류가 일정한 값이 되면 Voltage 다이얼을 돌려 전류가 0이 되는 전압을 찾는다.③ 광원을 바꿔가면서 실험을 반복한다.기타 주의사항- 측정 전, h/e Apparatus장치의 남은 전압을 없애 주어야 한다.- 다른 빛이 개입되면 오차가 발생하므로 어두운 곳에서 실험한다.Ⅴ 실험 결과 및 분석빨간색차단율(%)정지전압(V)800.259600.262400.277200.28600.289초록색차단율(%)정지전압(V)800.776600.781400.788200.79700.805파란색차단율(%)정지전압(V)801.028601.032401.049201.06201.082노란색차단율(%)정지전압(V)800.517600.523400.535200.54800.5511. 실험1 ? 빛의 세기에 따른 정지전압실험을 통해 얻은 실험값은 다음과 같으며, 이를 그래프로 나타내어 보자.아래 그래프는 각 색상별 실험값을 하나의 그래프에 나타낸 것이다. 물론 편의상 하나의 그래프에 나타낸 부분도 있지만, 각 색상별 정지전압을 한눈에 비교를 하기 위한 것이다.이때 각 실험 그래프의 추세선의 기울기는 0.0084, 0.0093, 0.0074, 0.0148로 거의 0에 가까운 값이다. 즉, 빛의 세기와 무관하게 정지전압은 거의 일정함을 알 수 있다. 또한르면

자연과학| 2017.05.21| 12페이지| 1,000원| 조회(732)

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