현대물리학 실험 - 전자스핀공명(Electron Spin Resonance)
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소개글

현대물리학 실험 - 전자스핀공명(Electron Spin Resonance)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

없음

본문내용

의 값을 얻는다.
공명전류가 10245A로 측정되었을때 이에 해당하는 g-factor는 2.02, 반칙폭은 이다.
(DPPH에 대한 문헌에 나온값은 , 반치폭은 )
6. 실험방법
Fed bridge circuit 는 한쪽에 가변정항기와 다른 한쪽에 resonator로 구성되어있다. specimen은 조절회로(tuned circuit)의 코일내에 위치한다. 정규적으로 bridge는 균형을 이룬다. 따라서, 양쪽가지(branch)의 복소임피던스는 같고 따라서 a와 b점 사이의 전압차는 없다.
만약 외부자기장이 인가되면 공명흡수가 specimen에 일어나고, bridge는 균형을 잃게 되고 a와 b사이에 전압이 생겨서 정류와 증폭을 할 수 있게 된다.
만약 자기장이 50Hz AC(2V)로 조절된다면 공명점은 초당 100번통과하고 흡수신호는 x방향의 편향이 같은 ac전입에 의해 correct phase내에서 유도된다면 오실로스코프로 표시할 수 있다.
그림 3 Measuring bridge of the ESR apparatus.
먼저 bridge가 균형(평형)을 이루어야 한다. 이렇게하기 위해서 (외부자기장없이)는 resonator의 “R"이 중앙위치에 놓여야 하고 ”C"가 왼쪽끝으로 돌려져 있어야 한다.
ESR전원공급장치상에서, 8번 key "bridge balencing"(기구작동서참조)를 누른다. 오실로스코프 입력단은 d.c.,로 전환하고 line을 12“Zero"를 이용하여 영점(Zero position)에 둔다. (이전에 먼저 GND로 setting된 상태에서 ”position"을 zero에 맞춘다.)
이제 흡수 신호를 찾을 수 있다.
코일전류가 약 1.3A로 놓고, 10번 button""을 누르고 zero line이 중심에 오게“12”로 조절한다.
신호는 24“C"를 이용하여 12를 이용하여 zero point를 수정하는 동안 계속해서 찾을 수 있다.
그림4. The magnetic field B is compounded from a d.c. field and an alternating field
, so that Through is to be adjusted so that
신호가 나타나자마자, 양쪽선은 “13”을 이용하여 “위상”을 일치 시킨다.
Tuned circuit 의 공명진동수(주파수)가 오실로스코프와 일치하지 않는 동안 신호느 sqleocld적이거나 derivative로 나타난다.
resonator는 최대진폭의 대칭적인 흡수신호가 오실로스코프상에나타날때까지 오실로스코프의 감도는 증가하므로 신호는 8∼10cm의 높이에 도달하게 된다.
코일의 d.c.전류를 변화시킴으로써, 신호는 화면상의 중앙에 위치 시킬수 있으므로 y축상에 최소화시킬수 있다. (만약 필요하다면 “13”을 이용하여“위상”을 다시 수정한다.)
공명자기장은 지금 프르는 d.c. 전류 로부터 계산할 수 있다. 만약 신호가 맞추어져서 x축이 정확히 신호높이의 반을 지나게 된다면 altermating voltage modulation스위치를 한번 끈다.
x축을 통하여 움직이는 점의 두 전류값은 코일내에 느리게 변화하는 d.c.전류에 의해 결정할 수 있다. 신호의 반치폭은 두 전류사이의 차이로부터 계산할 수 있다.
7. 결 과
오실로스코프상에서 공명전류[A]로 측정되었다.
여기서 g-factor는
이므로, 측정한 공명전류 1.24A를 넣어 계산하면,
이고, 다음 식에서 를 구할 수 있다.
이므로
가 나온다.
두 전류사이의 차!
,
두 전류사이의 차이로부터 반치폭에서의 자기장을 계산하면 다음과 같다.
오차!!
이론값: g=2.0037, 반치폭은
실험값: g=2.0037, 반치폭은
8. 검 토
이번 실험은 ESR이라는 기계를 가지고, 전류를 측정하여 자유전자의 g-factor와 흡수선의 반치폭을 구하는 실험이었습니다.
처음에 매뉴얼이 영어로 되어있어 장치를 설치하는 것과 실험하는 방법이 조금 어려웠지만, 공명전류 를 측정함에 있어서는 크게 어렵지 않았습니다.
그리고 실제 반치폭은 매뉴얼에 나타난 그림4에서 처럼 시간단위로 나타나고 정확하게 완전한 모습을 한다는 것을 알 수 있지만 저희 실험에서는 오실로스코프의 범위를 넘어서 정확한 오차를 낼 수 없었습니다.
대략 입력파와 출력파가 거의 60배 정도 차이남을 알 수 있었습니다.
실험결과로 g-factor = 2.006을 확인할 수 있었고, DPPH에 대한 문헌에 나온 g-factor값과 비교하여 0.91%정도의 오차가 나왔습니다.
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  • 등록일2014.05.20
  • 저작시기2014.5
  • 파일형식한글(hwp)
  • 자료번호#918461
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