• 

  현대물리학실험 | 광전 효과 TIP 빛의 광자이론에 따르면 광전자의 최대 운동에너지는 입사 광선의 주파수에만 의존하며 빛의 세기에는 영향을 받지 않는다. 따라서 빛의 주파수가 높을수록 에너지가 크다. 반대로 고전적인 빛의 파동설은 광전자의 최대 운동에너지가 빛의 세기에 의존할 것이라 예측한다. 이 실험은 이런 두 주장에 관해 조사하는 것이다. 실험 요약 본 실험은 h/e기기를 이용하여 빛을 스팩트럼으로 분광시키고, 그 빛의 종류에 따른 Stopping Potential과 wavelength, Frequencyfy를 구하고자 하는 실험이다. 이미 생활깊게 자리잡은 레이저를 통한 안과 수술이나 광미디어 매체인 CD, DVD등의 Write등이 이 광전효과를 기반으로한 예라고 할 수 있다. 또한 광섬유를 통한 정보통신에서도 빛에 따른 주파.. Engineering/물리학 2023. 6. 11.

• 

  일반물리학실험 | 광전효과 광전효과 금속표면에 파장이 충분히 짧은 빛을 쪼이면 표면에서 전자가 튀어나오는 현상이다. 이 현상은 빛의 입자성을 설명해준다. 기본적으로 에너지는 아래와 같이 나타낼 수 있다. E=hf 전체에너지는 전자가 빛을 받아 금속 표면으로 나오기 직전까지의 에너지와 금속 표면으로 나온 전자의 운동에너지의 합으로 나타낼 수 있다. E = hf = Kmax + W0 실험 방법 실험 1. 플랑크 상수 측정 1) 장치의 전원을 켠다. 2) 양쪽 덮개를 덮고 온도가 충분히 올라갈 때까지 20분 정도 기다린다. 3) 전압 범위를 –2V～0V, 전류의 범위를 10-13으로 맞춘다. 4) 덮개를 열고 4㎜ 조리개와 365㎚ 필터를 끼운다. 5) 반대편 덮개를 열고 전류가 0이 될 때의 전압을 측정한다. 6) 필터를 다르게 하여.. Engineering/물리학 2023. 3. 30.

• 

  일반물리학실험 | 탄도 궤도 포물선 도달거리 대 각도 발사 각도가 공의 도달거리에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 동일선상의 평면에서 발사할 경우와 테이블에서 바닥으로 발사할 경우로 나누어 도달거리가 최대인 각도를 결정한다. 에너지 보존 수직으로 쏘아올린 공의 운동에너지가 위치에너지로 변환됨을 알아본다. 실험 방법 1. 포물선 도달거리 대 각도 1) 공을 발사하여 상자를 맞추고 공이 맞은 지점에 테이프로 백지 한 장을 고정시킨다. 백지 위레 먹지를 붙인다. 이제 공이 상자에 맞으면 백지 위에 표시된다. 2) 약 5회에 걸쳐 공을 발사한다. 3) 줄자로 발사 지점 ～ 용지의 앞 가장자리 사이의 수평 거리를 측정한다. 줄자가 없으면 연추를 사용해 발사 지점 연직 아래에 해당하는 곳을 찾는다. 이렇게 찾은 테이블 상의 발사 지점 ～ 용지.. Engineering/물리학 2022. 9. 21.

• 

  일반물리학실험 | 단진자에 의한 중력가속도 측정 TIP 본 실험은 회전센서에 연결된 단진자의 주기적 운동을 통해 중력가속도를 측정하는 것이다. 단진자는 중력에 의한 복원력 때문에 주기적 운동을 하게 되며, 이 경우 단진자의 주기 및 진동수는 중력가속도와 줄의 길에의 의해 결정된다. 단진자는 단단한 줄에 추를 메달아 중력가속도, g를 결정한다. 위쪽이 고정되어있고, 질량이 무시될 수 있는 끈의 아래쪽에 크기를 무시할수 있는 질량 m 인 추가 매달려 주시운동을 하는 역학계를 단진자라고 한다. 단진자를 통해 역학적 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있다. 역학적 에너는 물체의 속력에 따라 결정되는 운동에너지 Ek와 물체의 위치에 따라 결정되는 위치에너지 Ep의 합으로 정의된다. 그리고 위치에너지가 운동에너지로, 또는 그 반대로 전환되기도 한다. 외부의 물리적 .. Engineering/물리학 2022. 8. 24.

• 

  일반물리학실험 | 구슬 롤러코스터 TIP 롤러코스터처럼 수직으로 한 바퀴 회전하는 운동에 필요한 조건을 이해한다. 롤러코스터와 역학적 에너지 가장 높은 곳으로 올라간 롤러코스터는 위치 에너지를 갖는다. 그리고 아래로 내려오면서 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀐다. 아래로 내려올수록 속력이 증가하는 것을 느끼게 되는데 여기서 속력이 증가하는 것은 운동 에너지가 증가하고 있음을 의미한다. 롤러코스터가 낮은 곳으로 내려오면 낮아진 위치만큼의 운동 에너지가 생기므로 가장 낮은 위치에 있을 때 운동 에너지는 최대가 된다. 따라서 가장 낮은 위치에서 롤러코스터의 속도는 가장 빠르다. 이때 생긴 운동 에너지는 다시 롤러코스터가 높은 곳으로 가는 데 사용되면서 위치 에너지로 바뀐다. 이렇게 운동 에너지와 위치 에너지가 서로 전환되면서 롤러코스터는 동력.. Engineering/물리학 2022. 3. 10.

• 

  일반물리학실험 | 탄도 진자 TIP 탄도진자를 이용하여 운동량 보존의 원리를 실험을 통하여 학습하고, 공의 초기속도를 계산해 본다. 탄동진자 또는 탄도진자(영어: Ballistic pendulum)는 발사대에서 탄환을 발사하면 발사된 탄환이 진자 끝에 달린 주머니에 실려 곡선을 그리며 올라간다. 이때 올라간 높이를 측정할 수 있다면 운동 에너지는 위치 에너지와 같다는 식을 이용하여 속도를 구하고 높이를 알 수 없다면 h식을 L-cos(올라간 각도)를 이용한다. 단 여기서 L은 진자의 길이이다. 일상생활에서 탄동진자는 화약이나 폭탄의 폭발력을 측정할 때 쓰인다. 발사대에서 화약을 이용해 탄환을 발사하고 값을 측정한 후 탄환의 속도를 구해 운동량 및 충격량을 측정한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 진자의 각도를 0에 놓고, 총 내에.. Engineering/물리학 2021. 9. 7.

• 

  일반물리학실험 | e/m측정 TIP Helmholtz coil을 이용하여 생성시킨 자기장 하에서 전자의 운동을 관측하여 자기장이 운동하 는 하전입자에 미치는 힘을 이해한다. 역사적 배경 1899년 영국의 물리학자 톰슨(Thomson)경이 라더퍼드(Rutherford)와 공동으로 그때까지 실체를 규명하지 못하고 있던 음극선의 비전하를 측정하여 전자의 존재를 예상하였고, 이미 알려져 있던 광전효과와 에디슨 효과(열전자현상)등을 바탕으로 하여 전자의 존재를 결정적으로 증명하였다. 이로서 물질을 구성하고 있는 기본적인 입자에 대한 탐구가 시작되었다. 곧이어 원자가 전자와 핵으로 구성되어 있다는 것이 알려지고, 그 핵도 양성자, 중성자 등으로 구성되어 있다는 것을 알게 되었다. 현재에 이르러 양성자, 중성자 등도 그것을 만들어 주는 더 기본.. Engineering/물리학 2021. 8. 22.

• 

  일반물리학실험 | 토크와 회전운동 TIP 1. 회전운동에서의 각속도, 각가속도의 개념에 대해 알아본다. 2. 토크와 각속도 각가속도의 관계에 대해 알아본다. 일정한 모양과 크기를 가진 강체가 고정된 축 O에 대해 회전하고 있는 경우를 고려하자. 이때 회전의 르기를 나타내는 양으로 각속도 w가 사용된다. 각속도의 크기는 단위시간당 강체가 회전한 각을 나타내며 단위는 rad/sec가 된다. 즉 1초에 180도 회전하면 각속도의 크기 w=πrad/sec가 된다. 각속도는 벡터 양이며, 방향은 오른손 규칙에 따라 회전하는 평면에 수직방향으로 정해진다. 만약 처음 반대로 회전하면 각속도의 방향도 반대가 된다. 물체의 이동에서 각속도에 해당하는 양으로 회전에서는 각가속도 α가 사용되며, 그 크기는 단위 시간당 각속도의 변화량을 나타내며 단위는 r.. Engineering/물리학 2020. 12. 18.

• 

  일반물리학실험 | 완전 비탄성 충돌 TIP 1. 두 물체가 서로 충돌해서 비탄성충돌이 일어났을 때 운동량과 운동에너지가 어떻게 변하는지 계산하고 이해해보자. 2. 에어트랙을 이용한 비탄성 충돌 실험으로써 충돌 전후에 운동량의 보존됨을 알고 운동 에너지의 감소를 알아 보기위한 실험으로써 운동 에너지는 일부가 소실된다. 에어트랙은 압축 공기를 수많은 작은 구멍을 통하여 분출시켜 글라이더를 뜨게 함으로써 글라이더가 마찰이 없이 움직이게 만들어 주는 장치이다. 따라서 마찰이 없는 이상적인 조건하에서 물체의 병진운동, 진동, 충돌 등을 관찰할 수 있다. 비탄성 충돌 중에서 찰흙 덩어리가 벽에 붙어 버리는 경우나 총알이 나무토막에 박혀서 함께 움직이는 경우와 같이 충돌 후에 두 물체가 한 덩어리가 되어 같은 속도로 움직이는 충돌을 완전비탄성 충돌이라.. Engineering/물리학 2020. 10. 13.

• 

  일반물리학실험 | 포토게이트 경사면에서의 운동 TIP 마찰이 없는 경사면을 따라 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 구한다. 경사면을 내려가며 등가속도 운동을 하는 물체의 이동거리는 마찰이 있지만 이번 실험에서는 마찰이 없는 경사면을 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 구한다. 경사면을 따라 내려가며 등가속도(a) 운동을 하는 물체의 이동거리(s)는 다음과 같다. 초기위치는 0으로 하였다. 따라서 경사면을 따라 내려오는 시간 와 이동거리 를 측정하면 물체의 가속도를 구할 수 있다. 경사각을 라 하고 경사면에 마찰이 없다면, 물체의 가속도와 중력가속도와의 관계는 다음과 같다. a = gsinθ 본 실험에서는 마찰이 없는 경사면을 따라 운동하는 물체의 가속도를 측정하고 이를 이용하여 중력가속도를 측정한다.. Engineering/물리학 2020. 9. 3.

• 

  일반물리학실험 | 구의 공간운동에 의한 역학적 에너지의 보존 TIP 경사면에서 미끄러짐 없이 굴러 내려오는 강체의 운동을 통해서 병진에너지, 회전에너지, 위치에너지를 포함한 강체의 역학적 에너지가 보존됨을 확인한다. 에너지 보존의 법칙 실험 방법 1. 실험 과정 1) 평평한 바닥에 경사트랙을 놓고, 형광구의 운동을 관측할 수 있도록 카메라를 설치하고, I-CA 시스템을 준비한다. 2) 카메라가 실험 전체 화면을 가장 크고, 선명하게 잡을 수 있도록 줌과 색상을 조정한다. 3) 실험면에 기준자를 놓고, 이를 캡쳐 하여 스케일 및 좌표계를 선정한다. 4) 형광구를 경사면에 놓고 가만히 놓아 구르게 하고 이 과정을 동영상으로 촬영한다. 5) 촬영된 파일을 불러 분석한다. ① 분석된 데이터를 Y축 보정을 통해 Y축을 경사면의 방향으로 향하게 하고 T-Y 그래프가 2차 함.. Engineering/물리학 2020. 8. 18.

• 

  일반물리학실험 | 에어테이블을 이용한 경사면에서의 포사체 운동 TIP 경사면에서의 포사체의 포물선 운동을 이해하고 위치에너지와 운동에너지의 에너지보존을 확인한다. 바닥평면과 일정한 각(θ)를 가지고 초기 속도(v0)로 쏘아 올려진 질량 m인 물체의 이차원 운동을 생각해 보자. 초기 속도 v0로 바닥평면과 θ0의 각도로 쏘아 올려진 물체는 x방향으로는 받는 힘이 없어 가속도는 0이므로 속도의 변화가 없다. 하지만 -y방향으로는 중력을 받게 된다. 따라서 뉴튼의 제2법칙을 이용하여 다음을 구할 수 있다. 임의의 시간 t초에서의 물체의 위치 포물체의 수평방향 도달거리(R) 이때까지의 이동시간(T) 최고점의 높이(H) 포사체 운동에서 위치에너지와 운동에너지의 합은 일정하므로 t시점에서의 속도를 v, 높이를 h라 하면 다음의 에너지 보존식이 성립한다. 실험 방법 1. 실험 .. Engineering/물리학 2019. 12. 16.

• 

  일반화학실험 | Graham Law TIP 분자량이 서로 다른 두 기체의 확산속도를 측정함으로써 Graham’s Law를 이해한다. Effusion of Gas 기체가 좁은 곳에서 빠져 나오는 것 1. Graham’s Law 같은 온도와 압력에서 두 기체의 분출속도는 분자량 제곱근에 반비례 기체의 분출속도는 기체 분자의 평균 속력(v)에 비례 → 기체의 평균 속력은 분자량의 제곱근에 반비례 분자량은 밀도에 비례 실험 방법 1. 실험 과정 ① 지름 1.5cm, 길이 50cm의 깨끗한 유리관과 유리관에 맞는 고무마개 2개를 준비한다. ② 유리관을 수평으로 놓고 유리관 안에 들어갈 탈지면 2개를 준비한다. ③ 두 개의 탈지면에 진한 염산과 진한 암모니아수를 각각 묻힌다. ④ ③에서 준비한 탈지면을 동시에 유리관 끝에 넣고 고무마개로 양 끝을 막.. Chemistry/일반화학 2019. 11. 20.