[기초실험] 마이크로미터와 버니어켈리퍼스의 사용 - 실험배경 이론, 실험 설계 및 평가

본문내용

음 사용했기 때문에 실험 초기에는 측정치를 읽는 과정에서 헷갈리기도 하고, 오차도 생겼다. 첫 번째 실험은 마이크로미터를 이용하여 머리카락의 직경을 측정하는 실험이었다. 정말 가느다란 머리카락의 직경을 측정할 수 있다는 사실에 잠시 넋을 놓을 정도였다. 마이크로미터의 사용에는 무엇보다 0점 조정이 중요했다. 처음에는 0점 조정을 보정해줄 생각도 하지 않고 실험을 수행하였었지만 마이크로미터에 아무것도 끼우지 않고 앤빌과 스핀들을 죄어보니 꼭 0점이 맞는 것은 아니었다.
위의 표에서 나타낸 측정치는 0점 보정을 해준 값이긴 하지만 사실 0점을 여러 번 맞추어 평균을 낸 것은 아니다. 마이크로미터를 조이는 힘의 차이에 따라 0점이 바뀌었지만 힘을 일정하게 하면 될 것이라는 안일한 생각으로 실험에 임했던 것 같다. 이러한 이유로 0점 조정을 해주지 않고 처음 한번만 해주었기 때문에 위의 오차가 생긴 것 같다. (계기에 주는 힘을 일정하게 유지 하지 못한 것이 오차원인이라고 생각한다.) 또한, 머리카락의 특성상 약하고 가벼워 고정시키는 과정에서 움직임이 있었을 것이다. 앤빌과 스핀들 사이에서 비틀림도 일어났을 것이라 생각된다.
다음으로 버니어 캘리퍼스는 일반 자처럼 눈금이 많고 친근하게 느껴져 접근하기 쉬웠던 것 같다. (물론 쉬웠던 이유 중에 하나는 앞서 실험한 마이크로미터의 머리카락처럼 힘의 영향을 덜 받는 철재로 된 원통으로 실험을 하였기 때문일 것이다.) 그러나 버니어켈리퍼스는 수치를 읽는 것이 참 어려웠다. 그리고 마이크로미터의 경우와 같이 0점 조정을 제대로 해주지 않아 결과 값이 부정확하게 나온 것이라고 생각된다.
고 찰
다행히도 전체적인 오차는 아주 작은 것 같다. 하지만 실험의 마지막에는 실험시간에 쫓겨 측정을 수행하게 되어 정확성이 떨어진 것 같다. (“기초실험”이라고는 하지만 위에 데이터는 자그마치 220번이나 수치를 측정하게 된다.) 다른 조원들의 이야기를 들어보면 시간이 남았다고는 하나, 본인의 경우에는 간단하지만, 어쩌면 가장 중요하다고 할 수 있는 “기초실험”을 위해서는 실험을 수행할 시간이 더 필요하다고 본다. (물론 측정 횟수를 줄이는 방법도 있을 것이다.)
다행히도 실험도구의 상태는 좋았던 것 같다. 0점 조정은 올바르게 이루어 지지 않았다고는 하나, 0점 을 확인해 보았을 때 대체로 보정을 해줄 필요가 없었다. 두 기구의 오차를 비교해 보면 마이크로미터가 버니어켈리퍼스보다 오차가 작다는 것을 알 수 있다. 물론 정확도와 정밀도는 다른 개념이겠지만 0.01mm까지 측정할 수 있는 마이크로미터가 조금은 더 정확한 데이터를 구할 수 있을 것으로 보인다.
어떠한 실험이라도 소홀히 해서는 안 되며 충분한 시간과 좋은 실험환경(도구, 소음 등), 배경지식이 필요하다는 것을 절실히 느낀 실험시간이었던 것 같다. 앞으로 기회가 되면 그러한 환경에서 좀 더 나은 실험을 수행할 것을 약속하며 이번 보고서를 마치겠다.
◑ 참고자료
일반물리학 (일반물리학교재편찬위원회역) 10~12page 유효숫자part
수학개념원리 수학1 143page 표준편차part
일반물리학실험(청문각) 19~27page 길이측정part
“http://genlab.uos.ac.kr/exp_doc/length&curvature/index.html”
“http://naver.com“ 백과사전 이미지
“http://blog.naver.com/nlboman?Redirect=Log&logNo=56166123“
표준오차와 표준편차의 개념
“http://blog.daum.net/dream21sek/5567038”
“http://root.or.kr/myo/20020924.htm“

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마이크로미터,   버니어켈리퍼스의 사용,   마이크로미터 실험