[물리실험] 스트로보스코프(Stroboscope) 실험

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 스트로보스코프 실험결과
6. 고찰

본문내용

뒤에 앞에서 다루었던 공식에 값을 대입하여 회전속도를 구합니다. 실험결과 두 실험 모두 타코메타로 측정한 모터수와 오차범위가 30RPM이었으므로 중간에 건너뛴 주기는 없을 것으로 예상됩니다. 이것으로 스트로보스코프로 회전하는 물체의 회전속도를 측정 가능함을 알 수 있었습니다.
실험을 하는 동안 빛이 반시계방향으로 돌기도 하고 시계방향으로도 돌기도 하는데 이는 눈의 잔상효과 때문입니다. 잔상이란 어떤 상을 주시하다가 시선을 돌렸을 때 나타나는 환영으로 이 실험에서 빛이 회전하는 것처럼 보이는 것도 이 때문입니다. 만약 회전판이 반시계방향으로 돌고 있고 회전수가 스트로보스코프의 RPM보다 낮으면 빛은 반시계 방향으로 돌게 되고 빠르면 방향이 반전됩니다. 이것과 비슷한 예로선 차동차 바퀴가 있는데 자동차의 가속하거나 감속하면 바퀴가 정방향으로 돌거나 그 반대 방향으로 돌게 됩니다.
Ⅱ. 중력가속도 측정
- 이번 실험에서는 스트로보스코프로 일정한 RPM으로 빛을 비추고 카메라의 셔터를 일정시간 열어둔 채 공을 떨어뜨리는 방법으로 가속도를 구하는 실험입니다. 그런데 실험과정에서 무언가가 잘못된 것인지 아니면 스트로보스코프의 주파수를 너무 높게 한 채로 실험을 해서 그런지 계산된 가속도가 너무 지나치게 높게 나왔습니다. 스트로보스코프의 주파수가 높을 경우 일정한 정수비로 주파수를 나눠주어야 하는지 아니면 다른 계산방법이 있는 것인지도 추측하기 어렵습니다. 이 결과를 토대로 왜 중력가속도 9.81m/s 가 나오지 않는 것인가는 유추하기 어렵습니다만 기본적인 지식으로는 추측이 가능합니다. 아마 제대로 계산을 했다면 가속도가 모두 9.81m/s보다 낮게 나왔을 것입니다. 그 이유는 계속 가속되는 도중이거나 공기와의 마찰 때문인데 만약 더 높은 곳에서 떨어뜨렸다면 공의 변위가 일정해 지는 모습도 볼 수 있었을 것입니다.
앞에서 스트로보스코프의 주파수와 카메라의 셔터속도의 관계를 설명할 때 카메라의 셔터속도에 따라 낙하위치의 범위를 조절할 수 있다고 언급했지만 이 실험에서는 스트로보스코프의 주파수가 훨씬 높아서 셔터속도는 무의미합니다. 그냥 셔터속도에 따라 빛의 받는 양이 달라져 사진이 선명하거나 어둡거나 하는 정도의 차이만 날 것입니다.
실험을 하면서 아쉬웠던 점은 실험환경이 좀 더 어두웠으면 하는 것입니다. 암막으로 실험공간을 최대한 어둡게 했음에도 불구하고 외부에서 빛이 많이 들어와 실험에 약간 지장이 있었습니다.

키워드

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