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일반물리2 실험17 결과레포트 - 빛의 회절과 간섭

[결과 레포트]-17. 빛의 회절과 간섭-1. 실험 제목: 빛의 회절과 간섭2. 실험목적: 영의 이중슬릿 실험을 통해 빛의 파동성인 회절과 간섭현상을 이해한다.3. 실험결과1) 단일슬릿슬릿ABC1차 최대거리(첫 번째 어두운 무늬)18mm16mm15mm27mm26mm25mm39mm37mm36mm평균8mm평균6.3mm평균5.3mm스크린까지의 거리 D327.1mm레이저의 파장lambda635~670nm슬릿 폭 d(계산)0.027mm0.034mm0.04mm슬릿 폭 d0.04mm0.08mm0.16mm2) 이중슬릿슬릿IJK세부무늬 간의 거리12mm11mm12mm222333평균평균평균스크린까지의 거리 D300mm레이저의 파장lambda635~670nm두 슬릿의 간격 d0.25mm0.5mm0.25mm전체 무늬 안의 세부무늬 개수9175슬릿 폭 a(계산)0.05mm0.056mm0.083mm슬릿 폭 a0.04mm0.04mm0.08mm4. 결과분석: 단일슬릿 실험에서 1차 최대 거리는 슬릿 폭이 증가할수록 감소하는 경향을 보였고 계산한 슬릿 폭의 값은 실제 슬릿 폭과 최대 75%의 매우 큰 오차율을 보였다. 이중슬릿 실험에서는d=ak의 식을 이용해 슬릿 폭 a를 구한 결과, 실제 값과 유사한 값이 얻어졌다.5. 실험예측과의 차이: 단일슬릿 실험에서 슬릿 폭이 커지면 1차 최대 거리는 감소할 것으로 예측했는데 실제 실험값 또한 감소하는 경향을 보였다. 다만 실제 슬릿 폭과 데이터를 통해 계산한 값이 매우 큰 오차를 보여 여러 가지 오차 원인이 작용했을 것이다. 이중슬릿 실험에서는 식을 통해 두 슬릿의 간격 d가 같을 경우 슬릿 폭 a와 k가 반비례, 슬릿 폭 a가 같은 경우 슬릿 간격 d와 k가 비례할 것이라 예상했는데 실제로도 이에 부합하는 결과가 나왔다.6. 오차원인 및 보완 방법: 두 실험의 공통적인 오차에는 회절판과 조리개 원판 사이의 거리차가 영향을 줄 수 있다. 회절판과 조리개 원판 사이의 거리를 70cm 이상으로 충분히 멀리 놓는다면sin theta ` APPROX `tan theta 이므로 회절무늬의 간격y도 거리에 비례에 증가하고y가 증가하면 측정하는 길이의 범위가 증가해 오차를 줄일 수 있다. 하지만 레이저의 세기가 약해서 회절판과 조리개 원판 사이의 거리를 충분히 멀리 놓을 수가 없었고, 실제로 그 거리가 300~320mm 정도 밖에 되지 않아 실험값과 이론값에 차이가 생겼다고 생각된다. 또한 레이저의 광선이 조리개 구멍의 중앙에 정확히 오도록 해야 하는데 실제로는 그렇게 조정하지 못했고, 회절 무늬의 길이를 측정할 때 직선변환대가 부드럽지 않아 레이저와 회절판, 조리개 원판이 놓인 지지대가 흔들리는 경우가 많이 있어 이것이 위의 오차를 더욱 심화시키는 역할을 했을 것이다. 추가적으로 슬릿을 손으로 만짐으로써 지문이 묻었고 이 때문에 빛의 회절이 영향을 받았을 것이다. 단일슬릿 실험의 경우 위 실험 결과에 첨부한 사진에서 알 수 있듯이 그 그래프의 모양이 제대로 측정됐을 경우와 다른 양상을 보였는데, 동일한 장비로 이중슬릿 실험을 했을 경우에도 그래프가 비슷하게 나왔던 것으로 미루어보아 광센서의 감도와 data studio에 오류가 있어 큰 오차율을 보인다고 생각된다.

공학/기술| 2018.05.10| 4페이지| 1,000원| 조회(1,141)

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일반물리2 실험10 결과레포트 - 등전위선과 자기장 평가A+최고예요

[결과 레포트]-10. 등전위선과 자기장-1. 실험 제목: 등전위선과 자기장2. 실험목적: 도체판(또는 전해질)에 전류를 흐르게 하여 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 이해한다.3. 실험결과○ 원형 전극체○ 사각 전극체○ 속이 빈 원형 전극체4. 결과분석: 이번 실험은 여러 가지 모양의 전극 주변의 등전위선을 그려 전기장과 등전위선의 성질을 이해하는 실험이었다. 각각의 실험에서 전위가 2.0V, 1.5V, 1.0V인 지점을 찾아 점을 찍은 후에 같은 전위를 갖는 점들을 이어서 등전위선을 그렸다. 2개의 전극체의 중간지점에는 전극체를 잇는 직선에 수직인 직선 꼴의 등전위선이, 그 양 옆에는 쌍곡선모양의 등전위선이 생겼다.5. 실험예측과의 차이: 일직선모양의 등전위선, 쌍곡선모양의 등전위선은 예측에 부합했지만, 전극체 주변에 타원모양의 등전위선은 예측에 부합하지 않았다. 2.0V보다 더 높은 전위를 갖는 점들을 찾아서 이으면 타원모양의 등전위선을 그릴 수 있을 거라 예상된다.6. 오차와 오차원인: 등전위선의 모양을 보면 완벽한 직선, 쌍곡선모양이 아니다. 이것이 이번 실험의 오차이며 여기에 여러 가지요인이 작용한 것으로 보인다. 실험할 때 쓴 유리의 표면을 보았을 때 여러 군데에 긁힌 흔적이 있었다. 이것으로 미루어보아 유리표면의 코팅이 손상되었을 거라 예상된다. 손상된 부분에서 전류가 잘 흐르지 않았고, 그로인해 오차가 발생하였을 것이다.

공학/기술| 2018.05.10| 3페이지| 1,000원| 조회(898)

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일반물리2 실험12 결과레포트 - 축전기의 충·방전 평가A좋아요

[결과 레포트]-12. 축전기의 충·방전-1. 실험 제목: 축전기의 충·방전2. 실험목적: 축전기의 충전, 방전이 이루어질 때, 시간에 따른 전류, 전압의 변화를 그래프로 그려 분석하고, 저항 값과 축전기의 용량 값 변화에 따른 실험을 실시하고 그 때의 시간상수 변화에 대해 알아본다.3. 실험결과1) 전압에 따른 축전기 충·방전 실험R=100OMEGA , C=10000mu F충전시5V4V3V측정최대 전압(V)5.014.013.01최대 전류(C)0.0480.040.028시간 상수,tau =RC111측정시간 상수(RC)일 때 전압3.0232.2941.845시간 상수(RC)일 때 전류0.0190.0130.011이론계산시간 상수(RC)일 때 전압6.1602.5281.896시간 상수(RC)일 때 전류0.0180.0150.011오차전류(%)5.56%13.3%0%전압(%)4.34%9.26%2.69%R=100OMEGA , C=10000mu F방전시5V4V3V측정최대 전압(V)5.014.013.01최대 전류(C)0.050.040.028시간 상수,tau =RC111측정시간 상수(RC)일 때 전압1.9851.8051.190시간 상수(RC)일 때 전류-0.019-0.016-0.011이론계산시간 상수(RC)일 때 전압1.8391.4721.104시간 상수(RC)일 때 전류-0.018-0.014-0.011오차전류(%)5.56%14.28%0%전압(%)7.94%22.62%7.79%전류 전압2) 저항의 변화에 따른 축전기의 충·방전 실험5V, C=10000mu F충전시47OMEGA 100OMEGA 150OMEGA측정최대 전압(V)555최대 전류(C)0.0960.0480.032시간 상수,tau =RC0.4711.5측정시간 상수(RC)일 때 전압2.9283.0233.018시간 상수(RC)일 때 전류0.0620.0190.059이론계산시간 상수(RC)일 때 전압3.1543.1603.154시간 상수(RC)일 때 전류0.5950.0180.059오차전류(%)3%5.56%0%전압(%)7%4.34%4%방전시47OMEGA 100OMEGA 150OMEGA측정최대 전압(V)555최대 전류(C)0.0950.050.032시간 상수,tau =RC0.4711.5측정시간 상수(RC)일 때 전압2.0641.9852.047시간 상수(RC)일 때 전류-0.037-0.019-0.031이론계산시간 상수(RC)일 때 전압1.8521.8431.832시간 상수(RC)일 때 전류-0.035-0.018-0.032오차전류(%)5%5.56%2%전압(%)11%7.70%10%전류 전압3) 축전기의 변화에 따른 축전기 충·방전 실험5V, 100OMEGA 충전시10000mu F15000mu F측정최대 전압(V)55최대 전류(C)0.0480.048시간 상수,tau =RC11.5측정시간 상수(RC)일 때 전압3.0233.141시간 상수(RC)일 때 전류0.0190.031이론계산시간 상수(RC)일 때 전압3.1603.15시간 상수(RC)일 때 전류0.0290.030오차전류(%)11%25%전압(%)3.6%2%방전시10000mu F15000mu F5.015측정최대 전압(V)최대 전류(C)0.0470.048시간 상수,tau =RC11.5측정시간 상수(RC)일 때 전압1.9851.978시간 상수(RC)일 때 전류-0.019-0.019이론계산시간 상수(RC)일 때 전압1.8391.85시간 상수(RC)일 때 전류-0.018-0.017오차전류(%)5.56%7%전압(%)7.94%7%전류 전압4. 실험결과 분석:시간이 흐를수록 전압이 높아지는 것으로 보아 전하가 쌓이고 있음을 알 수 있다. 그리고 증가하던 전압이 최고 전압에 도달하게 되는데, 이때 방전을 시키면 전하량이 줄어들면서 동시에 그래프의 y축 값에 해당되는 전압이 떨어지게 된다. 이를 통해 우리는 충전과 방전시의 전하량의 변화를 눈으로 확인을 할 수 있었다.5. 실험예측과의 차이: 최대 전압값과 최대 전류값이 실험예측 때 했던 값들과 일치했다. 또 RC회로에 DC전원을 연결하고 축전기를 충전시키면 시간이 경과할수록 전압이 급격히 증가하다가 점차 완만해졌고, 방전시키면 전압이 급격히 감소하다가 점차 감소량이 적어지는 형태를 보였다. 이러한 증감경향은 지수함수의 증감경향과 같았고, 실험예측 때 지수함수 꼴의 그래프를 그릴 것이라는 예측과 일치했다.또한 키르히호프 법칙에 의해 정리한 식에 의거해 시간이 시간상수만큼 지났을 때 전압이 63%만큼 충전될 것이라는 예측을 했었는데, 실험값들이 대체로 예측과 비슷한 값들이 나왔다.6. 오차와 오차원인: 이번 실험에서 전체적으로 조금씩 오차가 발생하였다. 그 이유는 소자뿐만 아니라 회로 자체에서도 도선의 저항이나 접촉저항에서의 손실과 사용한 저항의 기본적인 오차 때문으로 보인다. 이 오차는 실제로 값을 정확히 알 수는 없지만 이 오차는 항상 실험을 하면서 고려해야할 오차이다. 또한 전압충전실험을 시작할 때, 즉 t=0일 때 전압의 값이 0이어야했는데 약간의 전압이 존재했었다. 이전 실험을 진행하면서 전하가 약간 남아있었던 것이라 생각되고, 이것 또한 오차에 기여한 것으로 보인다.7. 토의사항1) 방전 시 축전기의 전하가 처음의 반이 될 때의 시간을 측정하고 시간 상수의 몇 배가 되는 지 알아본다.

공학/기술| 2018.05.10| 6페이지| 1,000원| 조회(3,197)

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일반물리2 실험13 결과레포트 - 음극선의 편향 평가A좋아요

[결과 레포트]-13. 음극선의 편향-1. 실험 제목: 음극선의 편향2. 실험목적: 음극선관을 이용하여 전기장에 의한 전자의 편향 현상을 실험을 통해 직접 확인한다.3. 실험결과1. 가속전압(V _{acc})을 고정시켰을 때가속전압=200V편향판 전압V _{y}0V20V25V30Vytotal(측정값)3mm23mm28mm35mmytotal(이론값)0mm17.73mm22.16mm26.6mm오차율계산불가29.72%26.35%31.57%편향판 전압 25V일 때 음극선의 편향2. 편향판 사이의 전압(V _{y})을 고정시켰을 때편향판 전압=20V가속전압V _{acc}150V175V200Vytotal(측정값)23mm21mm16mmytotal(이론값)17.72mm15.42mm13.13mm오차율29.79%36.11%21.85%가속전압 150V일 때 음극선의 편향4. 결과분석: 대체적으로 식에 부합하는 결과 값이 나왔다. 또한 편향판의 전압이 커질수록 더 편향되는 경향을 보였고, 가속전압이 커질수록 덜 편향되는 경향을 보였다. 어떻게 보면 이것은 당연한 결과일 것이다. 왜냐하면 편향판의 전압이 커지면 전하는 더 큰 힘을 받을 것이고 더 많이 편향될 것이다. 또, 가속전압이 커질수록, 초기속도v _{0} 값이 커지고v _{0} 값이 커지면TRIANGLE t 값이 작아지므로 편향되는 정도는 작아질 것이다.5. 실험예측과의 차이: 식에 따라 편향판 전압을 증가시키면 편향되는 정도가 커지고 가속전압을 증가시키면 그 정도가 작아진다고 예측했는데 실제 실험 결과도 이와 같은 양상을 보였다.6. 오차와 오차원인: 먼저 음극선이 닿는 스크린이 평평하지 않아서 실제로 휜 정도를 정확히 측정하는데 한계가 있었다. 또 사람의 눈으로 직접 거리를 계산하기 때문에 오차가 발생할 수 밖에 없을 것이다. 그리고 음극선이 편향판에 의해서만 편향되는 것이 아니라, 지구 자기장에 의해서도 조금 편향되기 때문에 편향판에 의해서 편향되는 정도만 구하는 것은 여러모로 무리가 있었다.7.토의 사항1) 실험의 각 조건들에 대하여 전자가 스크린에 닿기 전, 전자의 속력을 계산해 보시오.{1} over {2} m _{e} v _{0} ^{2} `=`eV _{acc} 이므로v _{0} `= sqrt {{2eV _{acc}} over {m _{e}}} `이다.m _{e} ` = 9.1095*10 ^{-31}이고 e= 1.6021*10 ^{-19}이다. 따라서v _{0} =sqrt {3.516 _{} *10 ^{11} *V _{acc}}이다. 이 식을 이용하면 가속전압이 150V,175V,200V일 때v _{0} 값은 7.262*10 ^{6}, 7.844*10 ^{6}, 8.385*10 ^{6} 이 나온다.2) 편향전압이 0일 때 전자빔이 편향되는 이유와 근거를 설명하시오.:지구의 외핵은 4000~5000CENTIGRADE 의 고온의 액체상태 철로 되어 있으며 지극히 완만한 회전운동과 대류운동을 하고 있다고 여겨진다. 전기의 양도체인 유체가 자기장 내에 운동하면 전자기유도로 인해 내부에서 전류가 흐르며, 그 전류가 또 자기장을 만들어 낸다. 새로 만들어진 자기장이 본래의 자기장을 강화할 경우에는 외부로부터 자기장이 걸려 있지 않더라도 유체 자신의 발전 작용으로 자기장을 계속 보존할 수가 있다. 이러한 자기여기적인 발전의 메커니즘을 다이너모작용이라 하고 이 작용에 의해서 지구에 자기장이 존재한다고 여겨진다는 것이 현재의 정설이다. 따라서 이번 실험에서 편향전압이 0이더라도 지구의 자기장으로 인해 편향된다고 할 수 있다.

공학/기술| 2018.05.10| 5페이지| 1,000원| 조회(3,772)

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일반물리2 실험16 결과레포트 - 빛의 반사와 굴절 평가A+최고예요

[결과 레포트]-16. 빛의 반사와 굴절-1. 실험 제목: 빛의 반사와 굴절2. 실험목적: 레이저 다이오드에서 나오는 레이저 광선을 추적하여 두 매질의 경계면에서 발생하는 반사와 굴절에 관계되는 기본 법칙들의 이해를 돕는다.3. 실험결과1) 평면판의 경우 광선의 경로 측정 실험입사각반사각굴절각굴절률30DEG33DEG 20DEG 1.4645DEG42DEG 23.27DEG 1.7960DEG59DEG 35.27DEG 1.5평균 굴절률1.582) 임계각 측정 실험횟수임계각굴절률147DEG 1.37246DEG 1.39349DEG 1.32평균47.3DEG 1.363) 횡적 변위의 측정 실험-매질의 두께: 25mm입사각횡적변위(d)횡적변위(실험1 이용)오차30DEG 5.5mm4.61mm19.3%45DEG 11.3mm10.07mm12.21%60DEG 14.6mm12.81mm13.97%4. 결과분석: 첫 번째 실험에서 입사각과 반사각은 근소한 차이를 보였고 아크릴의 평균 굴절률은 1.58로 실제 굴절률인 1.49와 6.04%의 오차율을 보였다. 임계각 측정 실험에서 임계각의 실험값은 대부분 비슷한 값이 나왔고 굴절률 또한 실제 굴절률과 비슷하게 나왔다. 횡적 변위 측정 실험에서는 실제로 구한 횡적 변위 값이 실험1에서의 값을 이용해 구한 값과 유사하다는 결과를 얻었다.5. 실험예측과의 차이: 첫 번째 실험에서 입사각은 반사각과 같게 나올 것이라 예측했는데 이론상으로는 정확히 같아야 하지만 여러 오차 원인들로 인해 약간의 차이가 발생했다. 또한 굴절각을 이용해 구한 굴절률이 실제 매질의 굴절률과 비슷할 것이라 예측했는데, 6.04%의 오차율로 예측에 부합하는 값이 나왔다. 임계각 측정으로 굴절률을 구했을 때도 8.72%의 오차율로 비슷한 값이 나와 예상과 어느 정도 일치했다. 횡적 변위 측정 실험에서는 종이에 표시해 구하는 만큼 정확한 값을 기대할 수 없을 것이라 생각했고 예상대로 큰 오차가 발생했다.6. 오차원인 및 보완 방법: 먼저 반원의 모양이 오차에 영향을 줄 수 있다. 아크릴이 완벽한 반원이 아니라면 임계각을 측정하는 두 번째 실험에서 아크릴의 반호를 통과한 빛은 현의 중심을 지나지 않을 것이다. 첫 번째 실험에서도 아크릴의 평면으로 들어간 빛이 곡면을 통과해 나올 때, 통과해 나오는 그 빛이 곡면에 접하는 평면을 수직으로 통과하지 않을 것이고 이 때 빛은 공기 중으로 나가는 과정에서 다시 굴절할 것이다. 그리고 아크릴이 완벽한 반원이라 해도 아크릴 내부가 균일하지 않다면 빛의 진행 속도가 달라져 정확한 각도를 측정할 수 없게 된다. 또한 아크릴을 실험자가 직접 회전판의 중심에 위치시켜야 하기 때문에 오차가 발생했을 수 있다. 아크릴 현의 중심과 회전판의 중심이 일치하지 않으면 빛은 현의 중심을 지나지 않고, 곡면을 통해 나오는 빛은 공기 중으로 나오는 과정에서 한 번 더 굴절할 것이다. 회전판과 회전 모션 센서일 것이다. 회전 각도를 측정할 때 그래프에서의 값이 육십분법으로 표현되지 않았기 때문에 회전판을 10° 회전시킨 후 측정된 수치로 비율을 구해 육십분법으로 변환하는 방법을 이용했는데, 이것이 항상 일정하지 않아 실험 과정에서도 눈에 띄는 오차가 많이 발생했다. 또 굴절각을 측정하는 실험에서는 아크릴 반원이 레이저와 같은 각도를 유지해야 하므로 회전판이 회전할 때 렌즈 플랫폼은 움직이지 않아야 하는데, 실제 실험에서는 회전판이 움직일 때 렌즈 플랫폼도 조금씩 움직였다. 그래서 손으로 움직이지 않게 힘을 가했지만 완벽히 고정되었다고 할 수는 없기 때문에 오차가 발생했을 것이다. 횡적 변위 측정 실험에서는 다른 실험에 비해 오차율이 상대적으로 크게 나타났는데, 굴절된 빛이 정확히 종이 위의 한 점을 찍는 것이 아니라 넓게 퍼졌기 때문에 정확한 점을 찾을 수 없었다. 또한 실험1에서의 값을 이용해 구한 횡적 변위를 기준으로 오차율을 계산했기 때문에 이미 그 자체로 오차를 포함할 수밖에 없었다.

공학/기술| 2018.05.10| 4페이지| 1,000원| 조회(1,083)

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