반응형 일반물리학실험 | 내부 전반사 TIP 임계각 이상의 입사각을 가진 빛이 경계면에서 전반사 되는 현상을 이해한다. 실험 방법1. 실험 과정1) 그림처럼 실험 부품들을 정렬한다. 2) 레이저의 광이 회전판 0-0도에 정확히 입사하도록 미세하게 정렬한다. 3) 입사각을 서서히 증가시키면서 투과광과 반사광의 변화를 관찰한다. 4) 굴절각이 90도가 되는 곳에서 정지한다. 5) 입사각을 측정한다. [일반물리학실험]내부 전반사 레포트1. 실험 목적 가. 임계각 이상의 입사각을 가진 빛이 경계면에서 전반사 되는 현상을 이해한다. 2. 실험 이론 및 원리 가. 실험 배경 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 광선이 이동할 때 매질 a(n _www.happycampus.com Engineering/물리학 2024. 11. 14. 일반물리학실험 | 소리의 속도 측정 TIP 측정된 파장과 알고 있는 소리굽쇠의 진동수 값으로 공기 중에서 소리의 속도(측정치)를 계산하고 온도에 따른 이론적인 소리의 속도(이론치)를 계산하여 두 값을 비교 한다. 음속, 파장, 진동수 및 공명의 개념을 익힌다. 기주 공명공기 중에서 소리의 속도는 공명현상을 이용하여 정상파를 만들어 측정이 가능하다. 그림에서와 같이 최초 공명은 λ/4 지점에서 생기며 λ/2만큼 움직일 때 마다 공명이 일어난다. 이렇게 측정하여 λ/2를 측정하고 소리 굽쇠는 진동수를 알면 V=fλ를 이용하여 소리의 속도를 측정 할 수 있다. 공명점 = λ/4 → 3λ/4 → 5λ/4 → 7λ/4 ……. 실험 방법1. 공기 중의 소리 속도 측정 - 공명현상 이용1) 기주공명장치의 물탱크에 물을 채운다. 물은 충분히 채우되.. Engineering/물리학 2024. 9. 24. 일반물리학실험 | 관성 모멘트 측정 TIP 고정 축에 대한 강체의 회전운동을 해석하고 관성모멘트의 의미를 이해한다. 실험 방법1. 실험 과정1) A자 받침대의 수평을 맞춘다. 2) 버니어 캘리퍼스를 이용하여 3단 도르래의 반지름을 측정하고 막대 도르래를 설치한다. 그리고 3단 도르래와 막대 도르래를 실로 연결한다. 그리고 알루미늄 트랙을 장치시킨다. 3) 포토 게이트를 설치한 다음 추를 추 걸이에 걸어 힘(Mg)을 발생시킨다. 4) 알루미늄 트랙을 회전 시키며 포토게이트를 이용하여 각가속도 a를 측정한 후 공식을 이용하여 회전 장치의 기본 틀의 관성 모멘트를 측정한다. 5) 질량이 일정한 사각추의 회전 반경을 0, 5, 10, 20㎝로 변화시키면서 (기본 틀+사각추)의 관성모멘트를 측정한다. 6) 구해 놓았던 기본 틀의.. Engineering/물리학 2024. 9. 6. 일반물리학실험 | 질점의 평형 - force table 사용 TIP 힘의 벡터 합성과 분해 그리고 여러 힘의 평형 조건을 실험한다. 실험 배경물체의 평형상태라 함은 물체가 원래의 상태를 변함없이 계속 유지하고 있는 것을 의미하며, 정지상태, 등속직선 운동상태, 등속회전 운동상태 등의 모든 경우를 뜻한다. 따라서, 여러 힘을 받고 있는 물체가 평형상테에 있으려면 다음과 같은 두 가지 조건이 필요하다. 평형상태의 조건은 1) 제 1평형조건 : 선형적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속직선 운동상태를 유지하기 유해서는 모든 외력의 합이 0이 되어야 한다, 이를 수식으로 나타내면, ΣF=0 2) 제 2 평형조건 : 회전적인 평형상태, 즉 정지 또는 등속회전 운동상태를 유지하기 위해서는 임의의 축에 관한 모든 힘의 모멘트, 즉 토크의 합이 0이 되어야 한다. 이를 수.. Engineering/물리학 2024. 6. 5. 일반물리학실험 | 뉴턴의 원무늬 측정 TIP 1. 단색광에 의하여 뉴턴의 원무늬를 만들고 구면의 곡률반경의 측정한다. 2. Na lamp의 단색광으로 뉴턴 원무늬를 만들고 렌즈의 곡률 반지름을 측정한다. 실험 방법1. 실험 과정1) 먼저 그림과 같이 장치한다. 2) 렌즈와 평면 유리판 홀더 상단에 유리판(G)을 45°로 스탠드에 고정시키고 수은등(S)에서 나오는 빛을 수렴렌즈(L)를 사용하여 평행광선을 만든다. 3) 수렴렌즈와 반투명 유리판(G) 사이에 녹색 필터를 둔다(단, 나트륨등을 사용할 경우에는 필터를 사용하지 않아도 된다.) 4) G 상방에서 유동현미경 T로 보면 뉴턴의 원무늬가 보인다.5) 여기서 임의의 어두운 원무늬에 유동현미경의 십자선을 마주고 유동현미경의 눈금 am+n을 읽어 기록하고 여기서부터 왼쪽으로 n번째의 어.. Engineering/물리학 2024. 5. 27. 일반물리학실험 | 경사면 운동 TIP 물체가 경사면을 따라 마찰 없이 내려오는 등가속도 운동에서 경사면의 기울기 변화에 따르는 물체의 가속도 변화를 실험을 통해서 알아보고 중력가속도를 구한다. 경사면 운동질량 m인 물체가 경사각 θ인 경사면을 미끄러져 내려올 때, 중력 mg의 경사면 방향의 성분력은 다음과 같다. F=mgsinθ뉴턴 제 2법칙을 적용하여 가속도에 관한 식으로 나타내면, ma = mgsinθ, a=gsinθ (이론값) 이 된다. 실험 방법1. 실험 과정1) 그림과 같이 테이블 위에 트랙과 운동 센서를 설치하고, 트랙의 한쪽 끝의 높이를 조절한다. 운동 센서에 있는 스위치는 수레표시에 고정한다. 2) 운동 센서를 인터페이스 연결한 후 측정프로그램(CAPSTONE)을 실행한다. 3) CAPSTONE의 Ha.. Engineering/물리학 2024. 5. 24. 일반물리학실험 | 빛의 편광 TIP 편광의 원리를 실험을 통하여 알아본다. 편광 현상 횡파의 경우에는 종파와 달라 대칭성이 파의 전파에 따라 결여되게 된다. 즉 전파 방향에 대칭축을 가설하고 진행하는 파의 모양이 축대칭을 이루지 못하는 것을 말한다. 이와 같은 대칭성의 결여는 물리적으로 아주 중요한 현상을 대신해 준다. 일반적인 자연광이나 보통 광에서는 위에서 말한 대칭성의 결여가 보여지지 않지만, 그것은 전기장 벡터가 그의 배향(방위) 방향을 아주 순간적으로 바꾸므로 (대략 10-8sec마다 변화되므로) 현상의 관측이 불가능하기 때문에 대칭성의 결여가 나타나지 않는 것이다. 그러나 자연광이나 정상적인 일반 광에서도 대칭성의 결여가 관측되어지는 경우가 있다. 그 경우는 물의 표면이나 유리 표면에서 입사된 광선이 입사각과 같은 각으로.. Engineering/물리학 2024. 4. 12. 일반물리학실험 | 자기장 TIP 1. 자기장을 방향과 크기를 이해한다. 2. 전류가 흐른 도선 주변의 자기장을 구하고 설명한다. 실험 배경영구자석 주변으로 자기장이 형성되며 그 모양은 자기력선으로 표현을 할 수 있다. 자기력선은 자석의 N극에서 나와서 S극으로 들어간다. 자기장은 움직이는 전하에 의하여 발생한다. 또한 자기장은 전기장과 마찬가지로 벡터장이다. 1) 자기력선에는 몇 가지 규칙이 적용된다. 자기력선 위 한 점에서의 접선자기력선은 자기장을 표현하며 방향은 그 점에서 자기장의 방향이다. 2) 자기장선 사이의 간격은 자기장의 크기를 나타낸다. 자기력선이 촘촘한 지역에서는 자기장이 세고, 성근 지역에서 자기장이 약하다.암페어 법칙은 “임의의 폐곡선을 지나는 자기장을 모두 합하면 그 폐곡선으로 둘러싸인 공간 안의 알짜전.. Engineering/물리학 2024. 3. 29. 일반물리학실험 | 금속의 전기 저항 TIP 1. 여러 금속 막대의 전압, 전류 값 측정 2. 여러 금속 막대의 전기 저항 측정 3. 길이, 반지름, 금속의 종류가 금속 막대의 저항에 미치는 영향을 측정 실험 배경 금속은 일반적으로 훌륭한 전기와 열의 전도체이다. 그렇기에 전기회로 실험에서 전선 속의 저항은 무시하는 경향이 있다. 그렇지남 상온에서 금속은 초전도체가 아니다. 때문에 토스터 기계의 전선이 가열되는 것이다. 이 실험에서는 금속의 전기 전항에 영향을 미치는 요소를 확인해 볼 것이다. 토스터 기계의 전선은 콘센트와 토스터 사이에 전류를 전달한다. 토스터 내부의 전선 또한 전류를 전달한다. 작동하는 동안 내부 전선은 발광할 만큼 충분히 가열되지만 콘센트의 전선은 그렇지 않다. 전류가 흐를 때 전선이 얼마나 뜨거워질지를 결정하는 요소들.. Engineering/물리학 2024. 3. 27. 일반물리학실험 | 자외 및 가시분광광도계 원자 및 분자 스펙트럼모든 원자 및 분자는 전자기 복사선을 흡수하는 고유한 특정 주파수를 가진다. 원자 스펙트럼은 원자 내 전자가 일정한 에너지 상태에서 다른 상태로 전이할 때 흡수 또는 방출되는 빛의 스펙트럼을 말한다. 원자의 전자는 에너지를 흡수하며 들뜬 상태가 되고, 다시 빛을 방출하며 바닥 상태가 된다. 원자 내 전자의 전이는 원자의 전자 궤도의 에너지 준위 변화로 인해 일어나는데, 원자 내에서는 에너지가 양자화 되어 있기 때문에 전자 전이 시에 구할 수 있는 에너지는 불연속적이다. 또 각 원자는 고유한 전자 궤도의 에너지 준위를 가지고 있기 때문에 특정 스펙트럼을 가진다. 분자 스펙트럼은 분자의 에너지 준위 사이에서 전이가 일어날 때 관찰되는 빛의 스펙트럼이다. 분자의 에너지 준위는 전자의 상태.. Engineering/물리학 2024. 3. 14. 일반물리학실험 | 관성 모멘트 TIP 회전 역학계에서의 대칭형태를 갖는 물체들에 대한 관성모멘트를 실험적으로 측정하고 이론적 계산과 비교한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 책상 끝의 돌출된 부분에 클램프를 단단히 고정 시킨다. 2) 지지봉을 연결한 후 클램프에 꽂고 고정한다 3) 지지봉에 직각클램프를 이용하여 도르래를 상하로 하나씩 고정한다. 4) 회전틀에 수평계를 얹고 수평을 맞춘다 5) 회전틀의 밑둥에 실을 감는다. (밑둥에 박혀있는 나사에 줄을 몇 번 감고 묶어둔다) 6) 회전틀을 조심스럽게 돌리면서 실을2m 정도 감는다. 7) 아래쪽 도르래에 실을 걸되 밑둥의 접선방향이 도르래에 일치하게끔 하고 직각위쪽으로 도르래에 걸어올린다. 8) 추의 질량을 측정한다. 9) 실의 반대쪽 끝에 고리를 만들고 추를 걸어 놓는다. 10) 실.. Engineering/물리학 2024. 3. 6. 일반물리학실험 | 교류 회로 TIP 저항 및 축전기(capacitor)로 구성된 직렬 R-C회로에서 교류 전압과 교류 전류를 측정하여 저항 R(resistance), 전기용량(capacitance) C의 특성을 이해하고 직류 회로와의 차이점을 배운다. 실험 방법 1. R 회로 1) R 회로를 구성하기 위해 빵판에 저항을 연결 한 후, 같은 라인에 전선을 꼽는다. 2) 전선에 각각 멀티미터, 직류 전원 공급기를 연결 하고 직류전원 공급기와 멀티미터를 연결한다. 3) 직류 전원 공급기로 0,1,2,3,4,5V를 공급하면서 I값을 멀티미터로 측정한다. 4) VR=RI공식을 이용해 I이론값을 계산한다. 5) 같은 방식으로 직류 전원 공급기 대신 함수 발생기를 연결한다. 같은 진동수 일 때 측정하여야 하므로 100Hz로 고정시킨다. 하지만 .. Engineering/물리학 2024. 2. 21. 일반물리학실험 | 도드레 가속도 TIP 애트우드 장치를 이용하여 도르래에 매달린 물체의 가속도를 측정하고, 질량과 가속도의 관계를 이해한다. 애트우드 기계는 여러 개의 추들이 도르래에 실로 연결 된 장치이다. 애트우드의 기계의 양쪽에 매달린 추 질량의 차이는 양쪽 추에 작용하는 알짜 힘을 결정한다. 이 알짜 힘은 매달린 추 양쪽을 가속(무거운 질량은 아래로, 가벼운 질량은 위로)시킨다. 물체에 작용한 힘은 물체의 질량과 가속도의 곱과 같다. Fnet = ma a = Fnet/m 실험 방법 1. 실험 과정 1) 도르래 가속도 측정 실험 장치를 설치한다. 2) 포토게이트를 LAB-QUEST에 설치한다. 3) 실을 도르래에 연결하고, 추를 도르래에 걸려있는 실의 양 끝에 각각 매단다. 이때 실은 바닥으로부터 40㎝ 이상 떨어지도록 설치한다... Engineering/물리학 2023. 10. 23. 일반물리학실험 | Michelson-Moley 간섭계 미켈슨 간섭계 아래 그림은 Michelson 간섭계의 구조를 보여주고 있다. Michelson 간섭계는 light source를 반은도금 거울(Half - silvered glass mirror, beam splitter)을 통하여 둘로 나누어 위상 차이가 나게 한 다음 다시 만나게 하는 구조로 되어있다. 이 때 두 빛이 거울에 반사되어 다시 만나면서 서로 간섭현상이 생긴다. 여기서 스크린을 보면 거울 두 개에 의한 광원의 두 상이 겹쳐 보이는데, 이 때 이 두 상은 간섭성이 있으므로, 그 거리차이가 파장의 정수배가 되면 밝게 보이고 파장의 1/2, 3/2, 5/2등의 차이가 되면 어둡게 보인다. 표면의 각 지점의 거리 차이가 각각 다르기 때문에 밝고 어두운 것들이 얼룩이 져서 간섭무늬가 나타나는 것이다.. Engineering/물리학 2023. 9. 12. 일반물리학실험 | 탄동진자에 의한 탄환의 속도 측정 TIP 탄동진자를 이용하여 운동량 보존법칙과 에너지 보존법칙에 의해 탄환의 속도를 측정한다. 실험 방법 1. 진자에 의한 방법 1) 발사총에 쇠공을 넣는다(주어진 막대를 사용한다). 2) 탄동진자를 끝까지 밀어 올려 고정시킨 후, 공을 넣는다. 3) 탄동진자를 발사총구 정면에 흔들리지 않게 둔 후, 각도기를 0점으로 맞춘다. 4) 발사한 후 각도를 기록한다. 5) 방법 1)～3)을 10번 반복한다. 그리고 질량중심까지의 길이 l을 측정한다. 6) 공을 넣은 채로 l을 측정한다. 7) 탄동진자의 질량을 황동 원환을 이용하여 2번 변화시킨 후, 위의 과정을 반복한다. 8) 플라스틱공을 사용하여 위 과정을 반복한다. ① 탄동진자의 조임나사 위치를 일정하게 유지하고 실험한다. ② l을 측정하는 방법을 논의해 본.. Engineering/물리학 2023. 5. 1. 일반물리학실험 | 힘의 평형 TIP 힘의 개념과 단위를 정의하고, 힘의 합성대를 이용하여 몇 개의 힘이 평형이 되는 조건을 이해한다. 실험 배경 어떤 물체에 외부로부터 힘이 가해지지 않아 원래의 상태를 계속 유지하고 있을 때, 그 물 체는 평형상태(알짜힘이 0)에 있다고 한다. 이러한 경우는 가속도가 0이므로 물체는 정지 상태 또는 등속직선 운동상태에 있다. 힘은 크기와 방향을 가지는데 그 힘의 방향은 가속되 는 방향과 같으며 벡터(vector)로 표시할 수 있다. 벡터로 표시하면 힘의 방향을 화살표의 방향으로 나타내고 힘의 크기를 화살표의 길이로 나타내어 다른 힘과의 합성 및 분해가 용이하다. 힘의 합성은 임의의 물체에 여러 개의 힘이 작용할 때 여러 개의 힘이 동시에 작용 하여 나타나는 하나의 힘으로 표현하기 위한 것이고, 반면.. Engineering/물리학 2023. 4. 17. 일반물리학실험 | 힘의 평형과 벡터합성 TIP 힘 합성대를 이용하여 한 점에 작용하는 여러 힘들의 평형 조건을 알아보고 힘 벡터의 분해와 합성을 이해한다. 실험 배경 물체에 작용하는 외력이 합이 0이 되거나 회전력의 합이 0일 때 물체는 평형 상태에 있다고 한다. 물체의 평형을 논의할 때는 병진과 회전에 관한 평형을 동시에 고려하여야 한다. 따라서 일반적으로 물체의 평형 상태를 논의할 때는 다음과 같은 두 가지 조건을 만족하여야 한다. 1. 병진 평형은 물체에 작용하는 모든 힘의 합이 0이 되어야 한다. 2. 회전 평형은 임의의 점에 대한 회전력의 합이 0이 되어야 한다. 하지만 이 실험은 한 입자에 작용하는 세 힘의 평형을 생각하므로 병진 평형 조건만 만족하면 된다. 힘은 벡터량으로 크기와 방향을 함께 가지는 물리량이다. 따라서 힘의 평형 .. Engineering/물리학 2023. 4. 15. 일반물리학실험 | 강체의 공간운동 TIP 1. 경사면과 원주 궤도를 따라 구를 굴려서 구의 회전 운동 에너지를 포함하는 역학적 에너지의 보존을 측정한다. 2. 포토게이트 센서를 사용하여 구의 최종 속도를 측정한다. 3. 원주운동을 하기 위한 최소 출발 고도를 예측한다. 실험 배경 외부로부터 힘이 가해져도 크기나 형태가 바뀌지 않는 이상적인 물체를 강체(rigid body)라고 한다. 회전 운동에서 다루는 물리량은 전체 질량이 동일해도 질량이 어떻게 분포하느냐에 따라 결과가 달라지기 때문에, 질량 분포의 형태가 바뀌지 않는 강체의 개념을 도입하여 운동을 설명한다. 실험 방법 1. 실험 1 : 역학적 에너지 보존 1) 삼각대의 높이를 조절하여 강체의 공간운동 실험장치를 구성한다. 2) 랩퀘스트 인터페이스의 전원을 켜고 센서를 인터페이스의 디.. Engineering/물리학 2023. 4. 13. 이전 1 2 3 4 ··· 13 다음 반응형
