전자의 회절 (Electron Diffraction) 결과 보고서

목차

○ 공동 실험자 학과, 학번, 이름
○ 실험 날짜
○ 실험 결과
1. 전압에 따른 회절무늬의 반경 측정
2. 가속 전압에 따른 파장 측정
3. 격자상수 구하기
4. 오차 계산
○ 실험결과 분석 및 토의

본문내용

값을 이용하여
를 이용하여 전압에 따른 파장을 구한다.
이때 , , 이고, V는 전자를 가속한 전압이다.
① 4KV 일 때
② 5KV 일 때
③ 6KV 일 때
라는 값을 얻을 수 있다.
<파장에 따른 회절선의 반경 그래프>
3. 격자상수 구하기
『다결정에 의하여 회절 된 전자가 만드는 원형회절무늬이다. 위에서 가속된 전자기 결정에 의해 2θ 만큼 회절 되어 형광면에 반경 r의 원형무늬를 만든다.』
이때 을 이용하면 이다. 여기서 금속에서 회절 무늬가 나타나는 거리 까지가 2R이므로 2R L 이다.
우리 실험에서 측정하여 얻은 값은 L = 13.5cm 이다.
① 4KV 일 때
② 5KV 일 때
③ 6KV 일 때
격자상수(nm)
전압(KV)
4
0.175
0.103
5
0.174
0.104
6
0.165
0.102
<전압에 따른 격자 상수>
4. 오차 계산
- 이번 실험에서 흑연의 격자상수는 이미 정해져 있는 값이었다.
이다. 이 값과 우리가 실험을 통해 얻은 격자 상수 값을 비교하여 오차를 구한다.
을 이용한다.
① 4KV 일 때
② 5KV 일 때
③ 6KV 일 때
격자 상수 의 평균 오차
격자 상수 의 평균 오차
○ 실험결과 분석 및 토의
- 이번 실험을 통해 전자 회절용 전자관이 회절무늬를 만드는 원리와 전자 회절용 전자관에 사용법을 알 수 있었습니다. 또한 전자 가속 전압을 바꾸어 가며 실험을 하였을 때 나타나는 회절원의 반경을 측정하여 격자상수 를 구하는 것이었는데 이것을 구하는데 필요한 값들(전구 유리 반지름, 전자 가속 전압)을 측정하여 격자 상수를 구할 수 있었습니다.
실험 결과를 보시면 실제 흑연의 격자 상수와 우리가 실험에서 구한 격자 상수가 차이가 나는 것을 알 수 있습니다. 오차 범위는 가 각 각 19.4%, 16.3%로 일반적인 허용 범위인 범위를 넘어갔습니다. 이렇게 실험에 오차가 나타나는 가장 큰 원인은 길이를 측정 할 때 발생하는 오차로 생각합니다. 회절원의 반경을 측정 할 때에는 회절원의 무늬의 두께도 있고 회절 원의 중심을 정확 하게 알 수 없어 버니어켈리퍼스를 이용하여도 정확한 지름을 측정하였다고 보기 어려웠습니다. 또한 금속판에서 회절 원 까지 거리를 측정 할 때에도 정확한 수평이 이루어졌는지 확인을 할 수 없었기 때문에 오차가 클 것으로 예상 됩니다. 위의 실험값에서 의 격자 상수 값이 거의 일정하게 나오는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 회절원의 반지름은 정확도가 높게 측정 되었지만 금속판에서 회절 원 까지 거리의 오차가 전자 가속 전압이 4,5,6KV일 때 모두 영항을 미쳐 비슷한 오차가 발생 한 것으로 보입니다. 의 격자 상수 구할 때는 6KV일 때 오차가 큰 것을 통해 반경 측정에서부터 오차가 발생한 것으로 보입니다.
이 외에도 기계적인 오차로써 전자 가속 전압과 전자 회절용 전자관 기계 내부에도 오차가 조금씩 발생 한 것으로 예상됩니다.
기계적인 오류는 오차를 줄일 수 없기 때문에 실험을 할 때 길이 측정을 더욱 정확하게 하면 우리가 원하는 격자 상수 값의 오차범위를 줄일 수 있습니다.

키워드

전자의 회절,   결과 보고서,   Electron Diffraction