Thermal Radiation_결과보고서

목차

없음

본문내용

13.8
2.847
1200
20.736 * 1011
6.0
1.941
20.6
3.091
1300
28.561 * 1011
7.0
2.050
25.7
3.415
1450
44.205 * 1011
8.0
2.243
35.5
3.567
1500
50.625 * 1011
9.0
2.371
43.1
3.796
1550
57.720 * 1011
10.0
2.503
51.5
3.995
1650
74.120 * 1011
11.0
2.635
60.7
4.175
1700
83.521 * 1011
12.0
2.734
68.3
4.389
1800
104.98 * 1011
<질문>
슈테판 볼츠만 법칙은 복사원이 흑체일 경우에 성립하는 법칙이다. 실험 데이터를 분석한 결과를 근거로 필라멘트를 흑체로 간주할 수 있는지의 여부를 결정하자. 필라멘트를 흑체로 간주할 수 없다면 그 이유는 무엇이라고 생각하는가?
- 위의 그래프를 보면 온도가 높은 값에서 선형의 모습이 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 사실상 흑체는 이상적인 물체로 실제로는 존재하지 않는 물질입니다. 필라멘트를 흑체라고 간주할 수는 없습니다. 그 이유는 복사선을 100% 흠수하고 방줄하지 못하기 때문입니다. 하지만 실험 데이터에서 볼 수 있듯이 필라멘트의 온도가 상승할 수록 흑체에 가까워지는 것올 알 수 있습니다. 이것은 일반적인 탄소의 특성입니다. 정리하면 필라멘트를 흑체로 간주할 수는 없지만 높은 온도에서는 흑체와 비슷한 성지를 갖는다고 할 수 있습니다.
실험 4 : Stefan-Boltzman Law(at Low Temperature)
y versus 그래프를 그리고 linear regression을 한다. 낮은 온도에서도 슈테판 볼츠만의 법칙이 성립하는가?
- 그래프로 성립함을 볼 수 있습니다.
Rref = 108 K Ω
Tref = 23 ℃ = 296 K
측정값
계산값
y(mV)
Te (℃)
Tk (K)
Tk4(K4)
TK4-Tref4(K4)
0.7
32
368.9218
1.852*1010
1.085*1010
1.2
34
381.6872
2.122*1010
1.355*1010
1.5
36
393.2366
2.391*1010
1.624*1010
1.7
38
403.6996
2.656*1010
1.888*1010
<계산>
a. 표 TH-2.1을 이용하여 cube의 온도 를 결정하고 이 값을 절대온도 로 변환시킨다. 마찬가 지로 를 구하고 절대온도로 변환시킨다. - 표
b. 를 계산한다. - 표
2. 토의
이번 실험은 실험 도구를 이용하여 열복사 시스템을 통해 역자승의 법칙과 볼츠만-스테판의 법칙, 을 알아보는 실험이었습니다. 1번 실험을 통해서는 네 개의 면을 가진 열기관을 통해 물체의 열 복사에대해 이해할 수 있는 실험이었습니다. 이 실험을 통해 어두운 면에서 투명한 면으로 열복사를 효과적으로 막음을 알 수 있었습니다.
2번 실험에서는 복사량이 거리의 제곱에 반비례한다는 역자승의 법칙을 실험값을 계산하여 그래프를 그려본 결과 알 수 있었습니다.
3번 실험과 4번 실험에서는 스테판-볼츠만의 법칙을 알아보기 위한 실험을 했습니다. 여기서는 램프를 이용하여 복사되는 값을 측정하여 계산하였는데 필라멘트가 흑체가 아니라는 것과 비교적 열복사에 큰 값을 가지는 손이나 다른 사물에 대한 오차, 그리고 평형을 맞추기 위해 민감히 변하는 온도 덕에 오차들이 발생했습니다. 하지만 전체적으로 원하는 값의 그래프를 얻었고 여러 가지 열에 대한 법칙과 그 이론을 이해할 수 있었던 실험이었습니다.
3. 참고문헌
[대학물리학 10판], 대학물리학위원회, (주)북스힐
[열물리학], 강주상 역, 탐구당, 1997.2.1

키워드

Thermal,   Radiation,   결과,   보고서,   온도,   방사선