예비 report길이 및 곡률 반경 측정작성자: 신 승 환제목: 길이 및 곡률 반경 측정목적: 버니어 캘리퍼와 마이크로미터를 이용하여 물체의 길이,구의 직경원통의 내경과 외경 그리고 얇은 판의 두께등을 측정하고 스페로미터로구내경 또는 렌즈의 곡률반경을 구한다원리:1)버니어 캘리퍼버니어가 달린 캘리퍼를 버니어 캘리퍼라고 하는데 이버니어는 1631년 이를 발명한Pierre vernier의 이름을 딴 것이다. 이버니어를 부척이라고도 하는데 자의 최소눈금을1/10까지 또는 그이상의 정밀도까지 읽을수 있도록 고안된 장치이다.2)마이크로미터U자형 프레임의 한쪽 끝에는 고정된 앤빌(anvil)이 있고, 다른쪽 끝의 슬리브(sleeve) 안쪽은 암나사로 되었으며, 정밀도가 높은 피치의 작은 수나사인 스핀들이 그 속에 들어 있다. 스핀들의 바깥쪽에는 심블(thimble)이 있으며, 이것을 회전시키면 스핀들이 축방향으로 이동하게 되어 있다. 슬리브에는 축방향으로 눈금이 매겨졌고, 심블에는 원주 방향으로 원주를 50등분한 눈금이 매겨져 있어 1눈금으로 0.01mm를 읽을 수 있다. 또 스핀들을 고정시키기 위한 클램프, 측정압(測定壓)을 일정하게 하기 위한 래칫스톱(ratchet stop)이 붙어 있다.3)구면계3각대 중앙에 측미나사(側微螺絲)에 의해 위 아래로 이동할 수 있는 다리 A가 있다. 4개의 다리 끝이 같은 평면상에 있을 경우의 눈금읽기를 0으로 한다. 다리 A를 끌어올려 구면계를 피측정 구면상 위에 놓고, 그 끝이 구면에 접하였을 경우의 눈금을 h라고 하면, 세 다리 사이의 평균 거리 d를 사용해서 곡률반지름R는라는 공식으로 구할 수 있다.렌즈면의 곡률반지름 측정에 사용하는 E.아베의 링구면계는 위에서 말한 것과 같은 원리인데, 렌즈면이 수평으로 놓은 링에 따라 접촉한다. 링의 중앙에 있는 축 T가 연직방향(鉛直方向)으로 이동한 거리 h를 현미경 M으로 읽는다. 곡률반지름 R는 링의 반지름 r와 h에서로 구할 수 있다.4. 기구 및 장치마이크로미터버니어 켈리퍼구면계측정용 시료(원통) 대,소곡률반경 측정용 렌즈set평면 유리판철사 (직경이다른두가지)5.실험 방법1)버니어 캘리퍼*주어진 시료의 내경과 외경,깊이를 측정*측정시 반드시 고정나사를 죄어 버니어를 고정시킴*각 조원이 눈금을 확인* 같은 방법 10회 측정*측정후 평균과 표준 오차 구하기2)마이크로 미터*고정 걸쇠를 푼 다음 앤빌과 스핀들 사이에 아무것도 끼우지 않고랜치 스톱를 가만히 돌린다(이떄,앤빌과 스핀들이 접하면 렌치 스톱이 헛돈다)*이떄의 버니어와 슬리브로 영점을 정한다*주어진 두종류의 철사의 직경과 종이의 두께를 차례로 10회씩 측정하여0점을 보정하여 평균과 표준오차를 구한다*측정이 끝난 후 고정 걸쇠를 잠근다3)구면계(1)회전축 나사를 돌려서 회전축 나사끝을 올린 후 측정하려는 구면위에 놓고N을 돌려 회전축 나사끝을 구면에 접촉되는 순간의 자L과 다이얼M으로 값H2를 측정한다(2)구면계를 평면 유리판 위에 놓고N을 돌려 회전축의 나사 끝이 유리판에 접축하는 순간의 눈금을 L자와 다이얼M으로써 1/1000mm까지 읽어이것을 h1으로한다 h1의 눈금은 반드시 구면걔의 영점과 일치된다고할수없다. 다이얼의 둘레 끝이 눈금의 영점선 이상에 있을 경우에는 다이얼 눈금을 그대로 읽으면 되나,영점선 이하일 경우에는 다음과 같이 읽어야 한다. 즉 다이얼의 둘레 끝이 눈금K의 영점선과 1선 사이에 있고 다이얼의 눈금이 56.3이면 전체의 읽음은 -1+0.536=-0.437mm가 된다.위의 요령으로 측정 전후의 h1을 측정한다.(3)위의 과정(1)과(2)에서 h2와h1을 차례로 10회 측정한다.(4) 회전축 나사를 돌려 구면계의 세정점 A,B,C,만 평면위에 남게 한다.그리고 평평한 백지 위에 놓고 가볍게 눌러 삼각형ABC의 각 정점에자국을 낸다. 이 3점 사이의 거리a를 캘리퍼로 읽는다. 5회 측정하여그들의 조정 평균값을 구한다.(5)위의 (3)과정의 측정값으로부터 평균높이h와 표준오차 h를 구한다(6) 위의 (4),(5)과정의 측정값으로부터 구면경의 곡률반경 R을 구한다.구면계 사용시 주의사항구면계는 항상 구면계 보관함에 넣어 보관한다.구면계의 다리사이의 거리 a 측정시 두꺼운 종이 위에 찍어 끝이상하지 않도록 한다.6.참고 문헌일반 물리학 실험 한국물리학회편 -청문각-일반 물리학 실험 부산대학교 물리학 편찬위원회 -청범출판사-기초 물리학 실험 건국대학교 물리학과편 -상학당-최신일반물리학실험 -범한서적-일반물리학기초실험 -강남대학교출판부-기초 물리학 실험 김 선 명 저 -북스힐-일반 물리학 실험 박 찬 웅 저 -북스힐-인터넷 백과사전 (네이버)