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  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.

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  일반물리학실험 | 빛의 산란 TIP 1. 전등을 켜고 수조 내의 물과 A4 용지에 비친 빛의 색깔 확인한 후 고찰 2. 우유를 조금 붓고 수조 내의 물과 A4 용지에 비친 빛의 색깔 확인 확인 후 고찰 빛의 산란 햇빛은 보라색에서 빨간색까지 모든 빛깔이 섞여 있는 전자기파의 일종이다. 빛은 대기를 통과해 들어오다가 공기 중의 질소, 산소, 먼지 등과 같은 작은 입자와 부딪혀 사방으로 퍼지게 재방출되는 현상을 말한다. 공기의 작은 산소나 질소 분자들은 가시광선 영역 중에서도 특히 짧은 파장의 빛들을 훨씬 더 효과적으로 산란시킨다. 일단 태양빛이 지구의 대기에 도달하면 가시광선보다도 짧은 파장을 갖는 자외선은 성층권의 오존층에서 대부분이 흡수되어버리고, 대기를 통하여 들어오는 일부 자외선은 대기를 구성하는 분자들이나 작은 먼지 입자들에.. Engineering/물리학 2023. 2. 15.

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  일반물리학실험 | 마이켈슨 간섭계 TIP 마이켈슨 간섭계를 이용하여 헬륨-네온 레이저의 파장을 정확하게 측정하고 한편으로 빛이 에테르라는 매질을 통하여 전파되는지 여부를 밝힌 마이켈슨-몰리의 실험을 이해한다. 실험 배경 전자기파의 이론의 발달로 19세기 중엽에는 빛의 본성이 파동이라는 것이 거의 확실해 졌다. 그러나 우리가 주위에서 볼 수 있는 파동들은 일반적으로 그것이 전파될 수 있는 매질의 존재를 필요로 한다. 그러나 '빛'이라는 파동을 실어 나르는 매질이 무엇인지에 대한 규명이 되지 않았기에 19세기 후반의 물리학자들은 고민에 휩싸이게 되었다. 실체를 붙잡을 수 없는 이것을 '에테르(ether)'라고 일컫고 그 존재를 확인하기 위한 여러 종류의 실험이 이루어 졌다. 그중 대표적인 것이 마이켈슨(A.A.Michelson)과 몰리(E... Engineering/물리학 2022. 12. 31.

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  일반물리학실험 | 줄의 정상파 TIP 1. 줄의 진동수에 따른 파형과 파장을 관찰하고, 파장의 속력을 계산하여 줄의 장력과 진동수에 따른 속력 변화를 관측한다. 2. 본 실험은 진동하는 줄에서 일어나는 정상파의 파형을 관찰하고 정상파의 전파 속도와 줄의 장력, 줄의 밀도와의 관계를 찾아보는 것을 목적으로 둔다. 파동 파동은 한 지점에서 일어난 진동이 주변으로 전파되는 것을 말한다. 파장이란 파동이 가장 높은 변위인 마루와 마루사이의 거리 혹은 가장 낮은 변위인 골과 골 사이의 거리를 말하며, 파장의 SI단위는 m이다. 단위길이에 들어가는 파장의 개수를 파수라고 하고, 파동의 같은 위상이 반복되는 시간 간격을 주기하고 한다. 단위시간 동안 같은 위상이 반복되는 횟수를 진동수라 하며, 진동수(f)=1/주기(T)으로 나타낸다. 파동은 역학.. Engineering/물리학 2022. 12. 13.

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  현대물리학실험 | 광전효과를 이용한 Planck 상수 측정 TIP 광전관에 여러 가지 파장의 빛을 조사하고 각각의 경우에 저지 전압을 측정함으로써 Planck 상수를 구한다. 광전 효과 1900년 플랑크는 복사에너지가 띄엄띄엄 떨어진 에너지값을 갖는 덩어리, 즉 광(양)자의 형식으로만 존재할 수 있다고 발표했다. 그로부터 5년 후인 1905년 아인슈타인(A. Einstein)이 상대성 이론에 관한 그의 첫 논문을 발표한 해에 광전이론, 즉 상대성 이론에 관한 그의 첫 논문을 발표한 해에 광전이론, 즉 금속표면에 파장이 짧은 빛을 조사하면 그 금속면으로부터 전자(광전자)가 튀어나오는 현상을 설명하기 위해서는 공간을 자유롭게 날아다니는 광자의 존재가 필요하다는 이론을 발표했다. 광전효과를 이해하기 위해서는 빛의 본성이 파동이라는 종래의 고정된 사고에서 벗어나 빛도 .. Engineering/물리학 2022. 8. 13.

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  수질분석기초실험 | NO3의 측정 측정원리 Nitrate는 파장 220㎚와 275㎚를 흡수하며 220㎚의 파장을 더 잘 흡수 한다. 하지만 이 파장대에서는 nitrate뿐만 아니라 유기물질도 흡수가 되며 275㎚에서의 흡광도는 유기물질의 값을 포함하지 않기 때문에 측정값의 수정용으로 사용되어 진다. 보정값 = A - 2B, where A=220㎚에서의 흡광도, B=275㎚에서의 흡광도 실험 방법 1. 실험 과정 시료를 적당히 희석하여 50㎖로 만듦 → 1 N 염산 1㎖을 넣어준다 → 흡광도 측정 (파장 220㎚, 275㎚ 포함) 1) 검량선의 작성 표준용액을 단계적으로 취하여 50㎖가 되도록 물을 채운다. 1 N 염산 1㎖을 넣어준다.(발색시간 없음) 220㎚에서 흡광도를 측정한 후, 질소의 양과 흡광도와의 관계선을 작성한다. 2) 시료.. Engineering/환경 | 토양 | 폐기물처리 공학 2022. 6. 21.

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  기초전자물리학실험 | 빛의 회절 및 회절격자 TIP 1. 빛의 회절을 설명할 수 있다. 2. 회절격자의 동작을 설명할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 A 단일 슬릿 회절체에 의한 회절 실험 1) 오른쪽 그림과 같이 실험 구성도를 구성하라. 광학레일에 적색 레이저 광원, 단일 슬릿 세트, Light sensor를 일렬로 배열하라. 2) 슬릿에 레이저광을 통과시켜 모눈종이 스크린에 조사하여, 그 회절 패턴을 관측하고 디지털 카메라로 촬영, 기록하라. 3) 같은 방법으로 적색 레이저 대신에 녹색 레이저로 바꾸고 실험하라 2. 실험 B 원형 구멍 회절체, 사각 구멍 회절체 및 면도날 반평면 회절체에 의한 회절 실험 1) 단일 슬릿 대신에 원형 구멍으로 바꾸고 실험 A를 반복하라. 2) 단일 슬릿 대신에 사각 구멍으로 바꾸고 실험 A를 반복하라. 3) 면도.. Engineering/물리학 2022. 3. 19.

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  일반화학실험 | Atomic and Molecular Structure TIP 본 실험에서는 주어진 수은의 방출 스펙트럼을 이용하여 스펙트럼상에 나타난 방출 띠의 길이와 파장 사이의 관계에 대해 알아볼 것이다. 그리고는 이 관계를 이용하여 미지의 원자의 종류에 대해 알아본다. 방출스펙트럼 원자가 에너지를 얻고 높은 에너지 준위에 있는 전자가 낮은 에너지의 궤도로 떨어지며 전자기파를 방출한다. 전극이 들어있는 유리관에 전기장으로 인해 분자는 이온 상태가 된다. 전자와 이온은 가속되면서 다른 분자들을 연쇄적으로 이온화시킨다. 이때 원자들이 다시 낮은 에너지준위 상태로 돌아오며 그 차이에 해당하는 에너지가 전자기파로 방출되고 이를 모아 놓은 것이 방출 스펙트럼이다. 옥텟 규칙 원자의 최외각 전자껍질에 전자가 8개가 있으면 안정하다는 것이 옥텟 규칙이다. 원자마다 전자배치는 모두 .. Chemistry/일반화학 2022. 1. 4.

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  일반물리학실험 | 수면파를 이용한 간섭 TIP 물결통(ripple tank)을 이용하여 두 개의 점파원에서 발생하는 수면파의 간섭무늬를 관찰하고, 수면파의 파장을 구한다. 파동의 중첩 똑같은 2개의 파동이 하나의 매질에서 전파되어 중첩될 때 같은 위상으로 중첩되면 합성파의 변위가 커져서 강하게 나타나고, 서로 반대의 위상으로 중첩되면 파동이 상쇄되어 약하게 된다. 이와 같이 똑같은 두 파동이 중첩되어 더욱 강해지거나 약해지는 현상을 파동의 간섭이라 한다. 그림 1에서 (a)의 경우처럼 합성파의 변위가 커지는 경우는 보강 간섭이고, (b)의 경우와 같이 합성파의 변위가 더 작아지거나 0이 되는 경우는 상쇄 간섭이라고 한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 물결통과 스크린을 설치하고 물결통에 물을 부은 후 수평을 유지한다. 물결통 가장자리의 수면.. Engineering/물리학 2021. 9. 29.

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  일반물리학실험 | 소리굽쇠를 통한 공명 TIP 소리굽쇠를 진동시켜 소리의 파동이 유리관 내를 전파하도록 하고 정상파가 되는 공명 조건을 찾아 음파의 파장을 구하여 공기 중 음속을 측정한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 그림과 같이 공기 기둥 공명 장치에 물을 채운다. 이때 물통 D를 위 아래로 움직여 관 속의 수명이 꼭대기 A에서 아래 B까지 움직일 수 있도록 물의 양을 조절한다. 2) 소리굽쇠의 진동을 방해하지 않도록 소리굽쇠의 나무 손잡이를 잡고 고무 망치로 소리굽쇠를 때려서 진동시킨 후 유리관 위 1㎝위에 수평을 놓는다. 3) 물통을 서서히 밑으로 내리면서 유리관 열린 부분에 귀를 기울이면 수면의 어떤 위치에 이르러 갑자기 커지는 공명 소리를 듣게 된다. 그 위치를 잣눈 S로 읽는다. 4) 다시 소리굽쇠를 진동시키고 공명 소리가 나는.. Engineering/물리학 2021. 9. 26.

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  일반물리학실험 | 회절격자의 격자상수 측정 TIP 1. 빛의 회절 현상을 이해하기 위해 격자 상수를 알고 있는 회절격자를 이용하여 주어진 광원의 파장을 측정하고 이 광원을 사용하여 미지의 회절격자의 격자상수를 구한다. 2. 측정값과 이론값의 오차를 구하여본다 아래 그림에 나타나 있는 바와 같이 유리판 단위길이 1㎝마다 n개의 평행선을 그린 회절격자(G)에 파장이 λ인 평행광선이 수직으로 입사할 때, 격자를 통과한 후 입사 방향에 대하여 m차 회절광이 φ각도를 가지고 회절되었다고 하자. 이웃한 평행광선 사이의 경로차는 ∆= d sinφ 이므로 ∆ = d sinφ = mλ (m=0,1,2...) 를 만족시키는 각도φ에 대하여 회절 된 빛들이 모두 보강 간섭을 하므로 빛의 세기가 최대로 된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) Data Studio를 실.. Engineering/물리학 2021. 2. 13.

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  분석화학실험 | NIR(근적외선)을 이용한 물질의 분석 근적외선 검출기 NIR은 800-2500㎚(12000-4000) 영역에 해당하는 파장의 빛으로, 이 영역의 스펙트럼에서는 CH, OH, NH의 기준 신축진동 흡수 띠의 배진동, 결합 등으로 이루어진 흡수 띠가 나타난다. 주로 OH NH CO와 같은 유기 작용기의 정량적 측정에 이용된다 최근에는 소프트 웨어에 의한 통계기법을 도입하여 특정 성분의 흡수파장이 다른 성분의 흡수 파장과 중첩되는 경우 중첩되는 성분의 영향을 배제함으로써 보다 정밀한 측정이 가능하게 되었다. 다변량 분석법으로는 다중회귀 분석법, 주성분분석법, 최소자승법, 신경회로망 기법등이 이용된다. NIR 반사분광법 고체 또는 빛이 투과하기 어려운 액체를 분석할 때 이용한다. 빛이 주사될 때 일어나는 거울 반사, 확산 반사, 흡수, 공간 침투되.. Chemistry/분석화학 2021. 1. 3.

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  현대물리학실험 | 분광기를 이용한 프리즘 별 굴절률 측정 TIP 분광계로 프리즘의 꼭지각과 최소 편각을 측정하고 파장에 따른 프리즘의 굴절률을 조사한다. 프리즘은 회절 요소로 사용할 수 있다. 프리즘의 굴절이 일어난 후 분광계 (빛의 굴절 각도)의 변화 빛의 파장에 따라 약간씩 다르다. 프리즘은 빛을 하나에 스펙트럼으로 반사한다. 그러나, 회절 격자는 여러 스펙트럼의 사용 가능한 빛을 나눈다. 따라서 프리즘을 사용하여 형성된 슬릿 이미지는 일반적으로 회절 격자를 사용하여 형성된 것보다 밝아진다. 스펙트럼 선 회절 격자에서 볼 수 있듯이 너무 어둡게 나타나는 프리즘을 이용한다. 하지만, 스펙트럼의 증가된 밝기의 선은 프리즘에 의해 상쇄된다. 그러나 밝은 라인은 좁은 슬릿을 사용한다. 부분적으로 보상하는 폭을 사용하려면 저해상도 프리즘 굴절 각도는 빛의 파장에 비.. Engineering/물리학 2020. 7. 17.

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  일반물리학실험 | 관의 공명에 의한 음속 측정 TIP 관 내부에서 일정한 주파수의 음파가 전파될 때 관의 길이의 변화에 따른 음파의 공명현상을 이해하고 그 때의 정상파의 파장을 측정하여 공기 중의 음속을 구한다. 음파란 물체의 진동이 균일하던 매질(공기)에 부분적으로 압력 변화를 일으켜서 종파의 형태로 고막을 진동시키는 것이다. 그리고 음파는 진동 방향과 이동 방향이 같은 방향인 종파이다. 또한 매질속에서 밀함과 소함을 반복하면서 진행한다. 정상파란 진폭과 진동수가 같은 두 파가 서로 반대 방향으로 진행하다가 겹쳤을 때 어느 방향으로도 진행하지 않고 제자리에서 진동만 하는 파이다. 정상파가 전혀 진동하지 않는 점을 마디, 최대 진폭으로 진동하는 점을 배라고 한다. 정상파에서 이웃한 마디 또는 배 사이의 거리는 파장의 1/2이 된다. 열린 관에서의 끝.. Engineering/물리학 2020. 1. 27.

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  물리학및실험 | 공명 실험 TIP 플라스틱 공명관의 공기기둥의 음파 공명진동수를 구하고 정상파의 골과 마루의 위치를 측정하여 음파의 파장과 음속을 결정한다. 공명관에서의 정상파 줄에서 들어가는 파와 끝단에서 반사해서 나오는 두 개의 파가 서로 간섭하여 정상파를 형성한다. 줄에서 형성되는 정상파에는 움직이지 않는(진폭이 0인) 지점인 골과 파동에 의해 움직이는 (진폭이 최대치인) 지점인 마루가 있으며, 이곳에서 진폭은 시간에 따라 상하로 진동한다. 마찬가지로 공명관에서도 입사음파와 반사음파의 간섭에 의해 정상파가 만들어지므로 골과 마루가 형성되는데, 음파의 진폭이 각각 최소치와 최대치를 갖는다. 즉 두 개의 파가 서로 180°만큼의 위상차를 갖게 되는 지점에서는 상쇄간섭으로 진폭이 최소가 되는 골이 되고, 위상이 서로 같을 때는 보.. Engineering/물리학 2020. 1. 21.