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R-L-C회로에 의한 전기적 공명

Ⅰ. 실험 목적- RLC회로에서 에너지는 L과 C에 저장된다. 한 주기 동안 저장된 에너지와 손실된 에너지의 비 Q 그리고 공명진동수 f를 측정한다.Ⅱ. 배경 이론계가 에너지를 저장하는 방법이 두 가지이고, 에너지가 한 저장방법에서 다른 저장방법으로 이동될 때 계는 진동하게 되며 또한 공명현상이 일어난다. 역학계에서 공명 현상을 나타낼 수 있는 것은 진자이다. 진자가 앞뒤로 이동할 때 그것의 에너지는 운동 에너지로부터 퍼텐셜 에너지 또는 그 역으로 에너지가 이동한다. 진동하는 동안 여러 종류의 마찰력에 의해 에너지가 감소한다. 따라서 일정한 진폭으로 진동하기 위해서는 마찰력에 의해 없어지는 에너지만큼 더해져야 한다. 일정한 간격(진동수)으로 진자를 밀 때, 이는 진동수가 진자의 진폭을 결정하는 데 아주 중요하다. 만약 진동수가 공명진동수라는 알려진 f보다 너무 작거나 또는 너무 크면 공명진동수일 때의 진폭보다 매우 작을 것이다. 진동수의 함수로 진폭의 그래프를 [그림1]에 그렸다.실험실에서 역학계이ㅡ 진자 공명 현상을 실험하기는 매우 어렵다. 따라서 이 실험은 [그림2]에서처럼 전기계를 사용하여 공명 실험을 할 수가 있다. 인덕턴스 L과 전기 용량 C를 가진 전기회로에서 에너지는 L의 자기장에 또는 C의 전기장에 저장할 수가 있다. C의 방전에 의해 전류가 흐르면 자기장은 L주위에 형성된다. 이 자기장이 증가할 때, 유도 기전력에 의한 전류가 원래 C의 극성과 반대방향으로 충전되게 한다.이런 방법으로 이 과정이 반복된다. 이와 같이 극성이 교번적으로 바뀌는 전압에 의해 진자가 앞뒤로 진동할 때와 똑같은 방법으로 회로에 앞뒤로 전류가 흐를 것이다. 실제 회로에는 저항 R이 포함되어 있다. 저항 R에 전류가 흐르면 저항에 의해 매 주기 동안 어느 양만큼의 에너지가 소모된다.RLC회로에서 공명진동수 f(전류가 앞뒤로 흐르는 또는 진동하는 고유 진동수)와 매주기마다 저장된 에너지와 소모된 에너지와의 비를 나타내는 Q를 측정하게 될 것이다. Q에 대한 식은 다음과 같다.Q=2π(계에 저장된 에너지)/(주기당 에너지 손실)[그림2]와 같이 R,L 그리고 C의 각각의 양단 전압 V, V그리고 V의 합은 진동수 f를 가진 사인파 발진기의 전압 V와 같다. 또, 똑같은 전류 Irk 회로의 모든 소자에 흐른다. 따라서R의 양단 전압은 V=IRL의 양단 전압은 V=I2πfLC의 양단 전압은 V=I/(2πfC)이다. 교과서에서 설명한 것처럼 그와 같은 전압들은 사인파로 표현될 수 있다. 그러나 그들의 최대값은 매주기마다 똑같은 시간에서 일어나지 않는다. 전류 진폭에 대한 표현식은I =이다. 이 식은 전류를 제한하는 L과 C의 효과를 보여준다. 발진기 전압의 진동수 f가 증가하면 L에 의해 전류가 감소한다. 반면에 C의 효과는 진동수가 증가할 때 감소함을 보여주고 있다. 공명진동수 f에서 L과 C의 효과가 정확히 상쇄되어 회로에 흐르는 전류는2πfL =즉,f=일 때 최대가 된다.실험실의 장비로 회로에 흐르는 전류를 측정하기는 쉽지가 않다. 그래서 축전기 양단의 전압을 관찰한다. 위의 식들을 이용하여 V를 구해보면,V=가 된다. 진동수의 함수로써 V의 그래프는 [그림3]의 공명 곡선과 같다. 공명 곡선의 높이와 선명도(sharpness)의 표현은 Q로 알려진 비에 의해 주어진다. f의 위와 아래에서의 진동수에서 곡선은 [그림3]에서처럼 f과 f에서 V/=0.71V까지 감소함다. Δf를 f-f라 하자. 그러면Q =로 주어진다.공명 회로에서 전압원은 [그림4]와 같이 R을 통해 흐르는 발진기 전류에 의한, 저항 R

자연과학| 2007.08.09| 4페이지| 1,000원| 조회(595)

공명, 전기, 유도 기전력, R-L-C, 진자공명현상

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변압기의 원리

Ⅰ. 실험 목적- 전기 장비 중에서 가장 널리 쓰이는 것의 하나가 변압기이다. 높은 전압과 작은 전류를 더 낮은 전압과 더 큰 전류로 또는 그 반대로 변환시킬 수 있다. 이 실험에서 부하 전류가 없을 때의 데이터를 측정한 후 부하저항에 부하 전류가 흐를 때 변압기의 기능이 어떻게 수행되는가를 관찰한다.Ⅱ. 실험 결과 및 논의이 실험에서 R, R, R와 변압기의 감은 수를 결정한 후 실험 안내서의 그림 20.2를 참조하여 어떤 부하전류 I에 대한 출력전압 V를 계산할 수 있다.(1) 높은 전압으로 실험하는 위험을 배제하기 위해 100V를 10V로 낮추는 변압기 T을 사용하자. 이 변압기는 100V 전원에 연결되었을 때, 연결되었음을 알리는 표시등과 두 단자를 가진 상자 안에 들어 있다. 그것은 안내서의 그림 20.1, 20.2에서 보여지는 전원을 말한다.(2) 변압기 T에 다른 회로 소자를 연결하기 전에 200Ω 범위의 디지털 멀티미터를 사용하여 T의 1차 코일의 저항 R와 2차 코일의 저항 R를 측정하라. 안내서의 그림 20.2의 회로도에서 변압기에 아무 회로 소자도 연결되지 않았을 때, V과 V양단에 디지털 멀티미터를 연결하여 R와 R를 측정하면 된다.R= 7.1 ΩR= 1.1 ΩR와 R의 값은 변압기의 온도에 따라 변화한다. 따라서 (5)의 과정을 수행한 후 신속히 저항들을 다시 측정해야 한다. 이때에도 위와 마찬가지로 T에 아무 연결안한 상태에서 측정해야 한다.(5)의 과정후 R= 7.1 Ω , R= 1.1 Ω -> 열에 의한 영향은 거의 없었다.(3) 감은 비 N/N은 부하저항 R이 연결되지 않은 상태( I=0)에서도 I, V그리고 V를 측정함으로써 얻을 수 있다.(4) 20V 범위의 AC전압을 측정할 수 있도록 디지털 멀티미터의 선택 스위치를 이동한 후 V, V를 측정하여 기록하라.V= 2.037 V , V= 0.578 V(5) 전류 I을 측정하기 위해 디지털 멀티미터의 전류 측정 단자를 사용하지 말고 이미 알고 있는 저항 r(=1.1Ω) 양단의 전압을 측정하여 전류 I을 계산하라.V= 0.167V, r= 1.1Ω --> I= 0.152A(6) (3)의 I=0 일 때 V=V-IR이고 V=V이므로 (4)와 (5)의 데이터로부터 V와 V를 구할 수 있다.V=0.9578V, V=0.578V(7) (6)의 데이터와 식 (1)을 이용하여 감은비 N/N=0.603(8) V, I, R값과 I=I+I의 관계식으로부터 I을 계산하라.I=0.017A(9) 부하저항 R(가변저항) 값을 최대로 한 후 저항 r와 함께 그림 20-2와 같이 변압기 T의 2차 코일에 직렬로 연결하라. I가 약 0.5A가 될 때까지(전류를 측정하지 말고 (5)와 같은 방법으로 r양단의 전압을 측정하여 I를 계산하라. 즉 r가 1Ω이므로 I가 0.5A이면 전압이 0.5V가 된다.) R을 변화시켜 I를 0.1A씩 낮춰가면서 위의 실험을 반복하여 표를 완성하라. I, V, I그리고 V의 값들을 측정하여 아래표에 기록하고 I와 감은비를 계산하라.I(A)V(V)I(A)V(V)I(A)N/NVr(V)I(A)Vr(V)I(A)I=I-IR=11Ω0.1490.1351.7890.0230.2230.4680.1320.591R=9.5Ω0.1490.1351.7890.0370.2100.4250.1320.629R=7.1Ω0.1490.1351.7890.0450.2000.3960.1320.660R=4.7Ω0.1490.1351.7890.0610.1920.3620.1320.688R=2.7Ω0.1490.1351.7890.0670.1910.3540.1320.691(10) 그림 20-2로부터V=V-I(R+r)임을 알 수 있다. (4)와 (5)에서 얻은 V과 I의 값 그리고 (9)에서 가장 큰 전류에 대한 V과 I의 값을 사용하여 (3)의 미지수 V와 R를 구하라.V=3.75V, R=13.5Ω(11) 부하전류(I)에 대한 출력전압(V)를 다음과 같이 계산하라.① 식 (2)와 감은 비의 평균값을 사용하여 I를 계산하라.감은비의 평균값 = 0.652I=0.132A② I=I+I으로부터 I을 계산하라.I=0.149A③ V=V-I(R+r+R)로부터 V를 계산하라.V=0.560V④ 식 (1)로부터 V를 계산하라.V=0.365V⑤ 위의 값들로부터 V=V+IR를 이용하여 V와 I의 관계식을 만들어라.V=(0.365)+(1.1)I(12) (9)의 데이터들로부터 I의 함수로 V의 측정된 값들을 그래프로 그려라. 그리고 같은 그래프 위에 (11)의 ⑤로부터 계산된 V의 값을 실선으로 그려라.(13) (9)에 있는 매 데이터에 대해 변압기 내로 전달되는 전력 P과 부하로 전달되는 전력 P를 계산하라. 부하로 전달되지 않은 전력 P는 어떻게 되었을까?P(W)P(W)P-P(W)R=11Ω0.4240.1040.320R=9.5Ω0.4240.0890.335R=7.1Ω0.4240.0790.345R=4.7Ω0.4240.0700.354R=2.7Ω0.4240.068

자연과학| 2007.08.09| 3페이지| 1,000원| 조회(785)

변압기, 전압, 표시등, 변압기의 원리, 회로 소자

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원형코일에 의한 자기장

Ⅰ. 실험 목적- 원형 코일에 의해 생기는 자기장의 세기를 이해하고 이를 측정한다.헬름홀쯔 코일의 원리를 이해하고 축상에서의 자기장을 측정한다.Ⅱ. 배경 이론- 원형 코일에 의한 자기장실험 안내서에 있음.결론은, B=이다. 그리고 헬름홀쯔 코일은 두개의 원형 코일이 동일 축상에 놓인 것을 말하는데, 이러한 경우 두 원형 코일 사이의 자기장은 균일하게 형성된다.Ⅲ. 실험 결과 및 논의1. 하나의 원형 코일에 의한 자기장을 측정하여 그래프로 표시하고 이론값과 비교하기. (구체적인 데이터 자료는 보고서 후미에 별첨)실험에서 얻어진 위의 그래프는 정규분포와 비슷한 꼴을 보이는 그래프로써,B=의 형태와 일치한다는 것을 알 수 있다.2. 두개의 원형 코일을 이용하여 헬름홀쯔 코일을 만들고 두개의 원형 코일에 의해 생기는 자기장의 세기를 원형 코일 사이의 거리를 바꾸어 가면서 측정하고, 이론값과 측정값을 그래프로 나타내고 비교해보기.(구체적인 데이터자료는 보고서 후미에 별첨)(1) 간격 5cm의 헬름홀쯔a. 이론값 : 이론값에 의하면 두개의 원형 코일 사이의 자기장은 일정해야 하고, 그 밖의 지점에서는 하나의 코일에서의 경우와 비슷하게 정규분포 형태의 곡선을 이루어야 한다.b. 측정값하나의 원형 코일에서 생성되는 자기장과 비교해 봤을 때 비교적 중앙 부분의 자기장이 일정한 것을 알 수 있다.(2) 간격 10cm의 헬름홀쯔a. 측정값하나의 원형 코일에서 생성되는 자기장과 비교해 봤을 때 비교적 중앙 부분의 자기장이 일정한 부분이 분명히 보인다.

자연과학| 2007.08.09| 4페이지| 1,000원| 조회(3,112)

자기장, 원형코일, 헬름홀쯔, 자기장유도, 우너형 코일

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전류천칭 평가A+최고예요

Ⅰ. 실험 목적- 균일한 외부 자기장 내에서 도전에 전류가 흐를 때 전류 도선이 받는 힘(자기력)을 측정하여 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기의 관계를 살펴보고 전동기과 발전기의 원리를 이해한다.Ⅱ. 배경 이론- 자기력- 실험 안내서에 있음.결론은,F = q v x BF= i L x BⅢ. 실험 결과 및 논의- 다양한 전류 도선과 자석 사이의 상호 작용을 관찰하여 이론값과 측정값을 비교해 보고, 자기력의 존재와 배경이론에서 알아보았던 내용들을 확인해본다. 자세한 실험 방법은 실험 안내서에 있음.※처음 자석을 올려놨을 때의 무게 : 160.56g※ 각 전선에서 자석을 통과하는 부분의 길이전선 1 (SF40) = 1.2 cm전선 2 (SF37) = 2.2 cm전선 3 (SF39) = 3.2 cm전선 4 (SF38) = 4.2 cm전선 5 (SF41) = 3.2 cm × 2전선 6 (SF42) = 4.2 cm × 21. 전류의 변화에 따른 자기력의 변화 관찰(1) 전선 1전류(A)측정된 무게(g)자기력(g)0.6160.6000.0401.2160.6400.0801.8160.7050.1452.4160.7600.200(2) 전선 2전류(A)측정된 무게(g)자기력(g)0.6160.6750.1151.2160.7800.2201.8160.8900.3302.4160.9620.402(3) 전선 3전류(A)측정된 무게(g)자기력(g)0.6160.7450.1851.2160.8640.3041.8160.0400.4802.4160.1900.630(4) 전선 4전류(A)측정된 무게(g)자기력(g)0.6160.7500.1901.2160.9700.4101.8161.1920.6322.4161.4330.873(5) 전선 5전류(A)측정된 무게(g)자기력(g)0.6160.8200.2601.2161.1550.5951.8161.4600.9002.4161.8031.243(6) 전선 6전류(A)측정된 무게(g)자기력(g)0.6160.9300.3701.2161.3850.8251.8161.8151.2552.4162.2501.690실험 결과를 보면, 모든 경우에 정확하게 떨어지지는 않지만 대략적으로 전류가 n배로 증가할 때마다 자기력도 n배로 증가하는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었다.그리고 F= i L x B 에 의해서 B의 값을 구해 보면, L과 B가 수직이므로, B =이다. 따라서 B는 일정한데, 이 실험에서 그 값은 대략 8.052 g/Am 정도로 일정함을 알 수 있다.2. 도선의 길이 변화에 따른 자기력의 변화 관찰(1) I = 0.6A의 경우도선의 길이(cm)자기력(g)1.20.0402.20.1153.20.1854.20.1903.2 * 20.2604.2 * 20.370(2) I = 1.2A의 경우도선의 길이(cm)자기력(g)1.20.0802.20.2203.20.3044.20.4103.2 * 20.5954.2 * 20.825(3) I = 1.8A의 경우도선의 길이(cm)자기력(g)1.20.3302.20.1453.20.4804.20.6323.2 * 20.9001.24.2 * 21.255(4) I = 2.4A의 경우도선의 길이(cm)자기력(g)1.20.2002.20.4023.20.6304.20.8733.2 * 21.2434.2 * 21.690실험 결과를 보면, 대략적으로 도선의 길이가 n배로 증가할 때마다 자기력도 n배 정도씩 증가한다는 것을 알 수 있다. 그리고 도선을 겹쳐두면, 겹친 만큼의 도선의 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.Ⅳ. 참고 문헌- Principles of Physics

자연과학| 2007.08.09| 4페이지| 1,000원| 조회(1,631)

전류, 천칭, 도전, 자기력, 전류천칭

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전기회로

Ⅰ. 실험 목적① 실험 1 반사의 법칙 : 빛의 기본적인 성질 중 반사의 원리에 대해 알 수 있다.② 실험 2 평면경에서의 상의 형성 : 거울에 의해 반사된 상의 겉보기 위치는 물체와 어떻게 연관되는가 알아보고, 이 관계가 반사의 법칙과 빛의 직진성으로부터 어떻게 도출되는가를 알아본다.③ 실험 3 빛의 굴절 : 빛의 기본적인 성질 중 굴절의 원리에 대해 알 수 있다.④ 실험 4 도치성 : 빛이 밀도가 높은 매질에서 공기로 통과하여 나올 때 굴절의 법칙이 성립하는가 알아본다.⑤ 실험 5 분산과 전반사 : 분산은 굴절의 법칙에 의하는데 빛의 각각 다른 색에 대한 물질의 굴절률이 다른 것에 기인한다. 전반사는 어떤 특정한 상황 하에서 생기는 데 두 투명한 매질의 경계로 진행한 빛이 그 경계를 지나가지 못하는 것이다. 이 실험에서는 굴절에 관련된 두가지 현상을 보게 될 것이다.⑥ 실험 6 볼록렌즈-상과 물체의 관계 : 어떤 형태와 굴절률의 렌즈든지 굴절의 법칙에 의해 형성되는 상의 보양과 위치를 계산할 수 있다.⑦ 실험 7 빛과 색 : 빛을 여러 색으로 분리해 보자.⑧ 실험 8 이중슬릿에 의한 간섭 현상 : 어떤 상황에서 빛은 마치 파동과 같이 행동한다. 빛의 파장을 측정하고 파장이 색에 따라 어떻게 변하는가 관측한다.⑨ 실험 9 편관 현상 : 편광판을 이용하여 편광 현상을 알아본다.Ⅱ. 배경 이론- 반사의 법칙빛은 직진하고, 유리면과 같이 매끈한 평면에 반사될 때 입사각과 반사각의 크기가 같다.- 평면 거울에 의한 상의 위치평면거울에 빛이 반사되면 특정한 상을 형성한다. 만약 모든 빛의 성분이 거울에 수직하게 온다면 실제 물체의 상과 대칭적으로 거울의 반대쪽에 자리하게 된다. 하지만 광원이 있고 거기에서 빛이 퍼지는 형태를 갖게 된다면 결과는 상황에 따라서 다르게 된다. 하지만 몇 가지 상을 찾는 방법에 의해서 상의 위치와 크기, 방향등을 쉽게 알 수 있다- Snell's Law- 도치성Snell's Law의 법칙이 성립하면, 그 역도 성립한다. 즉 물체 a에서 물서 물체 a로 빛이 진행하여도 Snell's Law가 성립한다는 것이다.- 전반사- 분산백색광은 가시광의 띠 전체에 걸쳐 있는 파장을 가진 파들이 중첩된 것이다. 진공에서 빛의 속력은 어떤 파장에 대해서나 동일하지만 물질 속에서 속력은 파장에 따라서 달라진다. 따라서 물질의 굴절률도 파장에 따라 다르다. 파의 속력과 굴절률이 파장에 따라 달라지는 것을 분산(dispersion)이라고 한다.매질 속에서 파장은λ = λ/n으로 주어진다. 대부분의 물질에서 일반적으로 파장이 증가하면 굴절률 n이 감소하고 진동수가 증가하면 굴절률이 증가한다. 물질 내에서 긴 파장의 빛은 짧은 파장의 빛보다 일반적으로 속력이 더 크다.이러한 분산 현상이 적용되는 예로, 다이아몬드의 반짝거임, 무지개의 형성 등이 있다.- 볼록 렌즈에서 상과 물체의 관계- 이중슬릿에 의한 간섭현상빛의 파장에 비해 슬릿이 좁을 때, 각 슬릿을 통한 빛은 슬릿에서 스크린 방향으로 균일하게 퍼져 나간다고 생각할 수 있다. 이런 가정 아래에서의 계산으로 극대점들의 세기가 모두 같고 간격이 모두 동일한 간섭무늬를 얻었다. 하지만 슬릿이 유한한 폭을 가지면, 이중 슬릿 간섭무늬의 봉우리들은 슬릿의 폭에 따라 결정되어지는 단일 슬릿회절무늬 특성에 의하여 바뀌게 된다.폭이 a인 단일 슬릿의 회절무늬 모양을 [그림1]에 나타내었다. 회절 극소점(diffraction minima)들을 m=±1, ±2, … ("d"는 “diffraction"의 앞글자)로 표시하였다. [그림2]는 슬릿 간격이 모두 d인 [그림1]에서의 단일 슬릿폭 a보다 4배 더 넓은 경우이다. (d=4a)이 간섭무늬 극대점들(interference)은 m=0, ±1, ±2, …("i"는 ”interference"의 앞글자)로 표기되어 있다. 단일 슬리싱 aksemfs 간섭 무늬의 이웃하는 극소점 사이의 간격은 이중 슬릿에 의한 회절무늬의 극소점 간 간격의 4배가 됨에 주의하도록 하자. 이제 이 두 좁은 슬릿의 폭을 모두 [그림1]에서와 같은 값이 a만큼으릿에 의한 무늬 모양을 보여 주고 있다. 슬릿의 폭이 유한한 효과는 두 모양을 겹치게 함으로써, 즉 각각ㄱ의 점에서 두 함수를 곱함으로써 얻어진다. 이중 슬릿 봉우리들의 위치는 이전과 같은 위치에서 나타나지만 봉우리들의 세기는 단일 슬릿의 무늬모양에 의해 바뀌게 된다. [그림3]에서의 무늬 세기는 이중 슬릿과 단일 슬릿의 세기를 나타내는 식들의 곱에 비례한다. 즉,I = Icos[](폭이 유한한 이중슬릿)이다. 여기서 φ와 β는 각각φ =sinθ, β =sinθ이다. [그림3]에서 모든 4배수째 간섭무늬의 극대점들(m=±4, ±8, …)은 회절무늬의 극소점들(m=±1, ±2, …)과 겹치기 때문에 나타나지 않는다.[그림3]에서 이중 슬릿 무늬 중앙의 밝은 극대점 부분에서부터 양 가장자리로 멀어져 갈수록 극대점들의 세기가 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 [그림1]에 나타난 단일 슬릿 무늬에 의해 모양이 바뀐 결과이다. 수학적으로 세기 감소는 위의 I를 계산하는 식에서 분모인 (β/2)때문에 일어난다. 슬릿의 폭이 좁으면 좁을수록 단일 슬릿 무늬는 더 넓게 퍼지게 되고, 간섭 무늬의 인접 극대점들 사이의 세기 감소의 비율은 줄어들게 된다.그러면 [그림3]과 같은 무늬를 회절무늬라고 해야할까, 아니면 간섭무늬라고 해야할까? 이 무늬는 두 슬릿의 틈새를 이루는 각 부분들에서 나오는 파들이 중첩하여 만들어낸 결과이기 때문에 진정한 의미로 두가지 모두 라고 말할 수 있다. 회절과 간섭사이에 근복적인 구별은 없다.- 편광 현상편광은 모든 횡파들이 가지는 특성 중의 하나이다. 역학적인 파동에 대해서, 어떤 특정한 편광 방향을 가진 파동만 지나가게 하는 편광필터(polarizing filter) 혹은 편광기를 만들 수 있다. 보통 전기장이 파동운동을 하는 방향으로 편광된 방향을 정의한다.- 편광 현상과 빛의 세기- 전기 회로에서의 에너지와 전력다음은 Brewster가 실험적으로 발견한 식이다. 하지만 맥스웰 방정식을 사용하여 파동 모형으로부터 유도할 수도 있다.Ⅲ. 실험 결0*************04040505050606060707070808080909090배경이론에서 살펴본 바와 같이 평면 거울에 대하여 입사각과 반사각은 다는 것을 알 수 있다. 입사각 90도의 경우에는 거울에 빛이 반사되지 않고 그냥 직진하도록 실험하였으나, 거울면을 따라서 빛이 직진하는 경우를 고려하여 반사각도 90도라고 하였다.(실험 2) 평면경에서의 상의 형성(빛의 반사 모양을 스케치 한 것은 조원 중 한명이 대표해서 제출하였습니다.)그런데 이 실험을 진행하면서 광원에서 거울면까지의 거리를 측정했었는데, 빛의 진행방향을 직접 그려보니 그 측정값보다 훨씬 큰 값으로 거울에서 광원까지의 거리가 구해졌다. 아마도 전구가 볼록렌즈의 역할을 하여 실제 광원보다 더 먼곳에 허상을 맺히게 하여 일어난 현상인 것 같다. 그 차이가 상당했으므로 다음부터 이런 실험을 하기 전에는 광원의 허상을 찾는 실험을 통해서 전구의 초점 f를 구한 후 여타의 실험을 진행하고 최종적으로 보정 작업을 실행해야만 할 것 같다.(실험 3) 빛의 굴절입사각 (도)굴절각1 (도)굴절각2 (도)굴절률000-10671.662012.5131.58301919.51.54402525.51.525030301.536034.5351.537038391.538041411.50909090-배경 이론에서 제시한 Snell's Law를 적용해서, 공기 중의 굴절률을 1.00으로 가정해 보면 원통면 렌즈의 굴절률이 평균적으로 약 1.55정도가 나온다.(실험 4) 도치성평 면곡 면입사하는면입사각1(도)굴절각1(도)굴절률입사각2(도)굴절각2(도)굴절률000-00-101071.6610151.492020131.5820301.46303019.51.5430491.51404025.51.5240761.515050301.5350--6060351.5360--7070391.5370--8080411.5080--909090-90--이 실험에서 역시 공기의 굴절률을 1.00으로 가정했을 경우, 평면으로 빛을 입사시킬 때는 굴절률이 평균적으로 슷한 값을 갖는 다는 것을 알 수 있고, 빛의 굴절에 있어서 도치성을 확인 할 수 있다. 굴절률이 차이가 가장 큰 원인으로 원통면 렌즈의 원통부분이 일정한 곡면을 갖지 못하여 약간의 굴절을 일으키기 때문이라고 생각한다. 물론 광원이 충분히 가늘지 못하여 측정상의 오차도 아주 컸을 것이다.그리고 곡면쪽으로 빛을 입사시킬 때는 빛이 원통면 렌즈, 즉 굴절률이 큰 물체에서 공기중, 굴절률이 작은 물체로 굴절되는 경우이므로, 전반사가 일어났다. 전반사가 일어났을 때의 입사각은 43도 였다. 전반사에 대해서는 다음 실험에서 자세히 알아본다.(실험 5) 분산과 전반사빨간빛파란빛입사각(도)반사각(도)입사각(도)반사각(도)101510152030.52030.53048.53048.540734073빨간빛의 굴절률과 파란빛의 굴절률이 모두 백색광의 굴절률과 거의 비슷하게 나왔다. 이는 실험상의 오차로 생각되는데, 이론상으로는 λ = λ/n의 식에 의해서 반사각이 다르게 나와야한다. 각도를 원통형 렌즈에서 너무 가까운 거리에서 측정한 것이 문제였던 것 같다.그리고 두 빛 모두 백색광과 마찬가지로 입사각이 43도 일 때, 전반사가 일어났다. 전반사에 대한 설명은 배경이론에 제시하였다.(실험 6) 볼록렌즈 : 상과 물체의 관계측정값(mm)계 산ddh1/d+1/d1/fh/h-d/d150150-120.0130.020-0.6-1100140-250.0170.020-1.25-1.475125-180.0210.020-0.9-1.750150-250.0270.020-1.25-3.0초점이 50mm인 볼록 렌즈(f=+50mm)를 이용하여 실험하였다. 앞에서 제시했던 것과 같이 전구 자체가 볼록렌즈의 역할을 하므로 두개의 볼록렌즈에 의한 상을 찾는 문제로 생각하면 더 정확한 실험 결과가 됐을 것 같다. 계산 과정이나 결과와 같은 것들은 배경이론에 자세히 제시했다.(실험 7) 빛과 색- 투영판을 통해서 광선을 굴절시켰을 때 입사각이 34도에서 40도로 변하자 분산폭이 2mm에서 5mm로 크게 증가되는 것을 관

자연과학| 2007.08.09| 7페이지| 1,000원| 조회(674)

파동, 회로, 전기, 전기회로, 편광편

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