[물리실험] 마이크로 웨이브(Microwave) 실험 예비레포트

소개글

[물리실험] 마이크로 웨이브(Microwave) 실험 예비레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목 적

2. 실험원리

3. 기구 및 장치

4. 실험 방법

5. 실험 시 주의사항

본문내용

송신기와 굴절평면을 일직선으로 연결한 사이의 각을 일반적으로 입사각이라 한다. Rotating component holder의 입사각을 45°로 한다.
④ 송신기와 반사경을 움직이지 않도록 하고 meter가 최대가 될 때까지 Goniometer의 팔을 움직여 회전시킨다.
⑤ 표 2.1에 보이는 바와 같이 각각의 입사각에 대한 굴절각을 측정, 기록한다.
< Method B >
① [Figure 2-1] 고 같이 장치를 설치하라. 송신기와 수신기의 편광이 일치하도록 하라.
[Figure 2-1] 실험장치
② 송신기의 전원을 연결하고 수신기의 세기 선택 스위치를 30X 놓아라.
③ 송신기와 반사기의 평면에 수직한 선과의 각을 입사각이라 부른다.[Figure 2-2] 입사각이 45도가 되도록 정렬하라.
[Figure 2-2] Angle of incidence and reflection
④ 송신기와 반사기를 움직이지 않고 수신기 쪽의 팔을 회전시키면서 수신기의 측정값이 최대가 되도록 하라. 이 때, 반사기의 평면에 수직한 선과 수신기와 이루는 각을 반사각이라 부른다.
⑤ [Table 2-1] 을 참조하여 입사각을 변화시켜가며 반사각을 측정하여 값을 완성하라.
입사각
반사각
20
30
40
50
60
70
80
90
[Table 2-1] 측정값
(질문)
① 입사각과 반사각 사이에는 어떠한 관계가 있는가? 이것이 모든 입사각에 대해 성립하는가?
② 반사각을 측정하는데 있어서 수신기의 측정값이 최대가 될 때의 각을 측정하였을 것이다. 이것이 실제로 반사되는 각과 다른 이유를 설명하라. 이것이 ①의 질문에 대한 답에 영향을 미쳤는가?
③ 이론적으로 완벽한 평면파를 가지고 실험했다면 송신기에서 나온 파는 반사기에서 모두 같은 각도로 반사하였을 것이다. 송신기에서 나오는 파는 완벽한 평면파인가? 만약 완벽한 평면파를 가지고 실험한다면 다른 결과를 얻을 수 있을까? 설명하라.
(3) Exp3) Standing wave
[Method A]
이 실험에서 당신은 파(wave)를 Transmitter로 반사시킬 것이고, 정상파동 무늬를 만들 것이다. 무늬 마디 사이에 거리를 측정하고, 2를 곱함에 의해서, 당신은 마이크로파 복사선의 파장을 측정할 수 있다.
① 장치들을 그림 3.1과 같이 배열한다.
② Detector Probe를 receiver 옆 연결 부위에 플러그를 꽂아 접속하라. receiver의 뿔같이 튀어나온 머리 부분 을 Transmitter로부터 떨어지게 하여, 마이크로파의 신호가 receiver의 머리 부분에 들어가지 않게 한다. receiver가 큰 미터 값을 얻기 위해 필요로 하는 것을 통제할 수 있게 조정하라.
③ Goniometer arm부분을 따라서 Prove를 미터가 최대치를 보여줄 때까지 미끄러지게 하라 그때, 반사체를 최대치를 발견할 수 있게 미끄러지게 하라. Prove와 반사체의 위치를 약간 조정하여 가능한 미터의 값이 높이 나올 때까지 만들어라.
④ 미터의 값이 최소가 될 때까지 Prove를 조정하여, 정상파동의 마디를 발견하라. Goniometer arm위에 눈금 을 따라서 Prove 위치를 기록하라. (Prove의 최초위치= )
⑤ 미터를 보는 동안, Prove가 최소한 10개 배를 지나쳐 한 개 마디에 되돌아 올 때까지 Goniometer arm을 따라 Prove를 미끄러지게 하라. Prove의 새로운 위치와 가로질렀던 배의 수를 기록하라.
(가로질렀던 배의 수= , 마지막 prove의 위치= )
⑥ 당신의 데이터를 마이크로파의 파장을 계산하기 위해서 사용하라. ( λ= )
⑦ 측정을 반복해서하고, 파장 계산을 반복하라.
(Prove의 처음위치= , 가로질렀던 배의 수= , 마지막 Prove 위치= , λ= )
(질문)
① 상대속도=λυ 마이크로파 신호의 진동수를 계산하기 위해서 사용하라.
(공기 안에서 전파하는 속도는 3×m/sec)
(υ =마이크로파 복사선의 진동수 10.525GHz정도이다.)
[Method B]
① [Figure 3-2] 과 같이 장치를 설치하라. 송신기와 수신기를 가능한 가깝게 하고 수신기의 값이 최대가 되도록 조절하라. 축을 따라서 수신기를 송신기로부터 조금씩 멀어지게 하라. 이대 수신기의 측정값은 어떻게 변화하는가? 송신기와 수신기의 나팔 모양의 관은 모든 마이크로파를 모으지는 않는다. 대신에 일부를 반사하여 송신기에서 나온 마이크로파는 수신기와 송신기 사이를 오가게 된다. 만약 송신기와 수신기의 거리가 파장의 1/2의 정수배라면 수신기에서 측정된 값은 최대치에 이르게 된다.
[Figure 3-2] 실험 장치
② 수신기의 측정값이 최대치가 되도록 1～2cm 정도 움직여라. 이때의 위치를 기록한다. (초기위치 = )
③ 수신기의 측정값이 최소치가 되었다가 최대치가 되기를 10회 정도 반복하도록 수신기를 축을 따라 움직여라. 최소치가 된 횟수와 최종 위치를 기록하라. (최소치의 횟수 = , 최종 위치 = )
④ 위의 결과를 가지고 마이크로파의 파장을 계산하라.
⑤ 실험을 반복하여 파장을 다시 계산한다. (초기위치 = , 최소치의 횟수 = , 최종위치 = , 파장 = )
(질문)
① 마이크로파의 속도가 3×10m/sec라는 것을 이용해서 주파수를 구해라.
5. 실험 시 주의사항
(1) 실험1) Introduction to the system
: 실험 테이블 위의 물체들이 반사기의 역할을 할 수도 있다. 테이블 위의 특히 금속성 물체를 치우고 실험을 해야만 정확한 결과를 얻을 수 있다.
(2) 실험2) Reflection
: 각을 변화시켜가며 측정을 할 때 반사된 파와 직접 진행하는 파가 도이에 측정 될 수 있다. 이것은 잘못된 결과를 이끌어 낼 수 있다. 이러한 방향을 받는다고 생각되는 결과들에 *를 표시하라.
(3) 실험3) Standing wave
: Goniometer arm부분을 따라서 Prove를 미터가 최대치를 보여줄 때까지 미끄러지게 할때, 반사체를 최대치를 발견할 수 있게 미끄러지게 하여야 한다. Prove와 반사체의 위치를 약간 조정하여 가능한 미터의 값이 높이 나올 때까지 만드는 것이 중요하다.

키워드

마이크로웨이브,   마이크로,   웨이브,   반사와 굴절,   Microwave,   마이크로파,   파장,   물리실험