ESR(자기 스핀 공명) 예비보고서

소개글

ESR(자기 스핀 공명) 예비보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 실험 이론

4. 실험 기기및 방법

5. 예비 고찰

본문내용

k gauss ) 흡수강도 는
의 관계가 있음으로 초미세구조의 분석도 가능한 것이다.
Ⅳ. 실험 기기 및 방법
1. 실험 기기
ESR basic unit
1 pair of Helmholtz coils
3 saddle bases
1 two-channel oscilloscope
1 Am meter
plug-in coil (E) ( f approx.13 to 30 MHz)
plug-in coil (F) ( f approx.30 to 75 MHz)
plug-in coil (G) ( f approx.75 to 135 MHz)
1 ESR control unit
DPPH
Gauss meter
2. 실험 장치
3. 실험 방법
① Helmholtz coil 간의 거리를 6.8cm로 한다.
② 자장계를 사용하여 전류를 0.1씩 올릴 때마다 자기장의 세기를 측정한다. 그리고 그 비를 계산한다. (B/I=4.23) 이것은 계산상이 B/I와 실제를 비교해 보고 이 실험 결과를 g값을 계산하는데 사용할 것이다.
③ Plug in coil중에 하나를 선택한다.
④ 자기장의 중앙에 들어갈 시료는 plug in coil의 중앙에 놓이도록 한다. (단, 시료는 몸에매우 해로우므로 깨어지지 않도록 유의한다. )
⑤ Oscilloscope를 세팅한다.(Y : AC 0.5V/cm, X : 2V/cm 꼭 이것을 지킬 필요는 없다. )
⑥ 전류(자기장)를 바꾸어 가면서 공명주파수를 찾는다.
⑦ 전류(자기장)와 공명주파수의 관계를 그래프로 그린다.
⑧ 구한 값들을 식에 넣어서 g-factor를 구한다.
◈ 실험에 필요한 계산들◈
1. 전류-자기장 비율의 결정
Helmholtz coil에 걸린 자기장의 세기
Biot-Savart Law
r (코일의 반경) = R (두 코일 사이의 거리)로 두고 풀면
따라서, 두 coil에 의해 가해지는 총 자기장의 세기는
로 주어지고
가 됨을 알 수 있다. 따라서 전류의 측정으로 가해지는 자기장의 세기를 알 수 있다. 실험장치에 대한 상수를 대입했을 때
이론치는 B[mT] = 4.23 I [A]이다.
2. g-factor 계산
공명조건 :
여기서
Ws 2
(Planck 상수)
Am2
(Bohr magneton)
Ⅴ.예비고찰
1. 전자의 스핀에 대한 이론도 보어의 수소원자 이론과 같이 잘못된 이론이라고 알고 있다.
하지만, 여러 가지 물리적 현상들을 설명해 줄 수 있다고 배웠고 그에 관한 실험을 할 예정이다. 내 개인적인 고찰을 보어의 수소원자의 모형에서 행성모델을 도입하는 것 자체에서 당연히 전자의 스핀의 도입도 당연한 결과라고 생각되어진다. 물론, 전자의 크기가 매우 작기 때문에 여러 가지 문제점이 있다. 하지만, 전자의 스핀으로 인하여 전기적, 자기적인 관측 결과들을 설명할 수 있고 또한 자기적 성질을 띄는 것을 실험을 통하여 보다 직접적으로 확인할 수 있었으면 좋겠다.
2. 전자스핀 공명이란 간단히 말해서 전자가 가지고 있는 자기 모멘트에 자기장을 가하여 에너지 분리를 만들고, 이 에너지 차에 해당하는 전자기파를 입사시켜 공명흡수를 일으키는 현상이다.
원래 실험은 DPPH라는 시료를 이용해 자기장의 변화에 따른 주파수를 찾아 g-factor을 구해야하지만, 시료가 없는 관계로 특별히 확인할 수 있는 방법이 없을 것이다 그냥 이론의 생각으로 실험을 하자니, 어려운 점이 많을 것이다.
3. 오실로스코프의 사용에 미숙한 점이 많아서 사용하는데 어려움이 따르지 않을까 싶다. 파형을 만드는 방법이나, 리사주 도형을 만드는 것이 무엇보다 어려울 것 같다.(기기를 사용하는데 충분한 숙지가 필요하지 않을까 싶다)
⊙참고문헌⊙
1.
http://www.phys.pusan.ac.kr/exp/experiment/esr/esr.html
2. 현대물리학 1996.02.25 Taylor,Zafiraton(번역 :김승곤, 류지욱 외4명)
3. 이공학도를 위한 물리학(Morden Physics, Second Edition) 1998.04.20 Kenneth Krane (번역 : 이철의, 강원 외2명)
4. 양자역학의 모험 2001-03.29 TCL(번역 :김종오, 박성근) 주)과학과문화
5. 현대물리실험 1994.02.25 정기수, 정순영
6. 현대물리학 1998.08.31 Arhur Baiser(번역 : 황정남 외 5인) 교보문고
7 internet site - http://www.phys.pusan.ac.kr/exp/experiment/esr/esr.html

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ESR,   자기스핀,   electron,   공명,   스핀,   보고서