[물리학실험] 오차의 전파, 고체의 밀도 예비 및 결과 보고서 : 마이크로미터와 버니어캘리퍼스의 사용법을 익히고, 측정한 물리량들의 평균값과 표준오차로부터 간접 측정하는 물리량의 평균값과 표준오차 계산

소개글

[물리학실험] 오차의 전파, 고체의 밀도 예비 및 결과 보고서 : 마이크로미터와 버니어캘리퍼스의 사용법을 익히고, 측정한 물리량들의 평균값과 표준오차로부터 간접 측정하는 물리량의 평균값과 표준오차 계산에 대한 보고서 자료입니다.

목차

▣ 목적
▣ 원리
▣ 측정기구



결과 보고서
[1] 측정값
[2] 실험값 계산
[3] 결과 및 고찰

본문내용

로 소개 되어 있었고, 다소의 숙련을 통해 최소눈금의 1/5까지 측정이 가능하다고 한다. 따라서 마이크로미터는 버니어캘리퍼스보다 계기오차가 더 적으므로 알루미늄 시료의 얇은 두께는 마이크로미터를 통해 측정해야 했다. 또한 일반적으로 측정기구 최소 눈금의 값이 계기 오차가 되지만(저울의 경우 최소눈금이 0.01g이라서 처음엔 0.01g을 계기오차로 정했지만 교재에 0.05g을 계기오차로 설정되어서 다시 0.05g으로 수정하였다.) 마이크로미터와 같은 사람의 시차에 따라 측정값이 달라지는 계기의 오차는 최소눈금의 0.3을 곱한 값이 계기 오차가 된다는 사실을 실험을 통해 알 수 있었다.
실험결과, 알루미늄 시료에 대한 밀도는 오차의 범위에 포함되지만 구리 시료에 대한 밀도는 오차의 범위를 벗어난다. 오차가 나온 이유로는 표면의 상태가 시간의 지남에 따라 많이 상했고, 표본 공간이 협소하여 위치를 바꾼다 하더라도 좀 더 다양한 측정값을 얻기 어려웠기 때문이다. 만약 시료가 좀 더 넓은 표본 공간을 가졌고, 측정횟수를 실험의 8회보다 더 많이 측정하였더라면 정밀한 실험을 할 수 있었을 것이다. 또한 측정기구의 눈금을 읽는 과정에서 나타나는 오차도 무시할 수 없다. 눈금과 눈금이 일치하는 곳을 찾아 읽어야 하겠지만 인간의 눈이라는 것이 그렇게 정확하지 않아서 잘못된 눈금을 읽을 수도 있게 된다. 특히 버니어캘리퍼스의 경우 부척을 읽을 때 그 부척과 일치하는 눈금을 읽어야 하는데 그 과정이 매우 까다로워 일치된 눈금을 찾기 어려웠다. 그리고 매 측정마다 시료에 가하는 힘이 틀려 시료에 대해 압박을 가할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있게 되어 똑 같은 곳을 여러 번 측정하여도 그 값이 매번 다르게 나타났다. 결국 눈금을 어떻게 읽느냐에 따라 오차의 범위를 정하는데 많은 영향을 끼친다. 마이크로미터의 영점 보정도 매우 불안정 하여 오차의 범위를 넓이는데 큰 영향을 미쳤을 것이다. 실험에서는 영점보정에 대해 측정전과 측정후의 각각의 합계를 통한 평균값을 이용하여 보정값을 결정하라고 하였다. 하지만 측정횟수가 8회에 불과하고, 매 측정마다 영점값이 달라지는 마이크로미터의 특성상 매회 측정전, 측정후의 영점에 대한 평균을 계산하여 각각 계산해주었고 이렇게 하는 것이 좀 더 정확한 측정값을 얻을 수 있다고 생각된다.
결과적으로 이번실험은 여러 측정값을 바탕으로 계기오차와 표준오차를 정하고 부피와 밀도를 구한뒤 오차의 요소를 결정하는 편미분을 사용하여 간 오차의 범위를 결정하는 등, 앞으로 이루어질 많은 실험에서 나올 오차를 다루는 능력을 키우는 실험이었다고 할 수 있다.
[참고문헌]
- Ramond Chang, “일반화학 제4판”, 일반화학교재연구회, 2006, pp.18~19.
- 송용진 외, “물리학실험 제7판”, 아주대학교출판부, 2006, pp.17~22.
- http://blog.naver.com/lofu09?Redirect=Log&logNo=110015260347
- http://100.naver.com/100.nhn?docid=73271

키워드

오차의 전파,   고체의 밀도,   예비,   결과,   마이크로미터,   버니어캘리퍼스,   길이,   평균오차