프랑크헤르츠실험

목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험원리

4. 실험방법

4. 실험데이터및 그래프

5. 결론

본문내용

(1) 보어의 원자 모형의 뒷받침
1) 보어의 원자모형
- 원자에서 전자들의 특성을 허용된 궤도의 관점에서 묘사
- 원자에서 전자가 허용된 상태, 즉 정상상태에 있는 궤도 사이를 갑자기 이동할 때 빛을 흡수하거나 방출한다.
2) 프랑크헤르츠 실험 - 기체 원자는 전자의 에너지가 특정한 임계 에너지에 도달한 경우에만에너지를 흡수 -> 기체 원자의 내부에서 전자가 불연속적인 고에너지 준위로 갑작스럽게 전이 된다는 것을 말한다.
(2) 네온의 여기에너지
전압의 최대치 사이의 간격을 구함으로서 여기에너지를 구할 수 있다.
측정 1
측정 2
측정 3
전압(V)
전류(μA)
간격(V)
전압(V)
전류(μA)
간격(V)
전압(V)
전류(μA)
간격(V)
20.3
35
15.9
20.1
29
16.1
20.2
30
16.6
36.2
53
36.2
51
36.8
46
17.2
17.7
16.8
53.4
66
53.9
69
53.6
63
18.5
17.1
18.0
71.9
77
71.0
75
71.6
78
22.4
93.4
88
네온 전자의 여기에너지의 이론값은 16.62eV이며, 실험값은 17.2eV이다. (많은 데이터 중에서 초반의 낮은 Voltage와 후반의 높은 Voltage는 각 실험치 간에 차이가 심해서 신뢰성이 떨어지므로 실제 데이터 Plotting 및 분석에서는 양쪽 끝을 잘라내고 중간 부근에서의 주기를 측정하면서 고찰을 하였다.)
(3) 실험 오차
1) 원인
☞ 가장 큰 원인은 금속판의 가열 여부를 확인할 수 없었다는 것이다. 가열이 되는 시간을 매뉴얼대로 적당한 시간을 유지 하긴 했지만 정확이 얼마만큼 가열이 되었는지 확인할 길이 없었다.
☞ 전류계가 디지털 형식이 아니라서 정확한 값을 측정하지 못하였을 수 있다.
2) 오차를 줄일 수 있는 방안 (기계 자체의 결함은 언급하지 않음)
☞ 전압은 멀티미터의 도움을 받아 정확히 측정할 수 있었으나, 전류는 멀티미터의 결함으로 인해 눈으로 어림하여 측정한 것이 오차를 낸 것으로 본다. 전류의 측정을 좀 더 정밀한 기계로 측정하였다면 오차의 많은 부분을 줄일 수 있을 것으로 본다.
☞ 프랑크 헤르츠 실험 장치가 섬세하고 민감해서 실험 시 사람의 기계 접근 및 접촉에 의해서 측정 전류 값에 약간의 영향을 주는 듯 보인다. 좀 더 정밀한 측정을 위해서 실험복장(예, 손으로 기계를 작동 시 장갑을 착용)에 좀 더 신경을 쓴다면 오차를 줄일 수 있을 것으로 보인다.

키워드

프랑크,   헤르츠,   비전하,   양자화,   여기에너지,   네온