빛의 전파와 역제곱 법칙 실험

소개글

빛의 전파와 역제곱 법칙 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 기구

2. 실험 목적

3. 실험 이론

4. 실험 방법
4-1 기기 및 장치 셋팅
4-2. Data-Studio program Setting
4-3. Data Recording
4-4. Analyzing the Data

5. 질문

본문내용

따른 빛의 밝기를 측정한다. 이 때 등속도 운동을 할 수 있게 움직여야 좋은 Data를 얻을 수 있다.
4-4. Analyzing the Data
(1) 실험한 데이터는 각각의 시간에 측정된 거리와 빛의 밝기에 해당하는 별개의 표로 기록이 된다. 따라서 각각의 데이터를 묶어서 거리와 밝기에 대한 표로 재작성을 해야한다. Data Studio에서 데이터를 가공하기 위해서는 다음과 같은 절차를 수행한다.
(2) 광 센서의 상대적인 밝기는 모션 센서의 거리측정 결과에 비해 부정확한 값을 나타내며, 거리를 변화시키는데 있어서 부정확한 부분이 있었다면, 잘못된 측정값을 제거해주는 과정이 필요하다.
(3) 데이터 시트의 수정가능 단추(연필)을 누르면 내부적으로 새로운 표가 생기면서 수정가능상태로 바뀐다. 이때에는 그래프에서도 특정한 값을 선택할 수 있으며 선택된 값을 삭제할 수도 있다. 그림에서와 같이 가장 부드러운 곡선을 이루는 부분을 제외하고 삭제한다.
(4) 거리 데이터 시트에서도 위의 작업 후 남겨진 빛의 밝기의 데이터와 동일한 시간에 측정된 값만을 제외하고 삭제한다.
(5) 거리 에 해당하는 값을 에 해당하는 값으로 변경시킨다. 툴바의 Calculate단추를 눌러 데이터를 가공할 수 있다. Variable 단추를 눌러 가공을 원하는 측정 데이터를 선택하고, 가공하고 싶은 내용(여기에서는 Position)을 변경해서 Accept 단추를 누른다. 이렇게 하면 새로운 표가 생성되며, 그 값은 원래의 값을 사용해서 계산한 내용으로 채워지게 된다. 이 실험에서는 y = 1/x^2 으로 실행하며, 거리의 보정이 필요할 때에는 그에 해당하는 내용도 수식에 포함시키면 된다.
(6) 이렇게 하여 과 빛의 밝기에 해당하는 두개의 표를 만들어냈다. 빛의 밝기의 데이터 시트를 그래프로 표현하게 하고, 계산한 의 표를 드래그하여 그래프의 x 축에 끌어다 놓는다. 그러면 y축은 빛의 밝기를, x축은 거리의 제곱의 역수를 축으로 하는 그래프가 나타난다.
5. 질문
(1) 위 실험에서의 데이터 분석방법의 의미는 무엇인가?
(2) 결과 그래프를 r에 대한 식으로 표시하여 보아라.
(3) 선형으로 피팅을 해본 결과 직선이 원점을 통과하는가? 통과하지 않는다면 그 이유는 무엇인가? 앞선 문제를 생각해보아라.
(4) 자연계에서 역제곱의 법칙을 따르는 예는 무엇이 있는가?
(5) 역제곱의 법칙을 따르는 경우는 어떤 물리적 공통점이 있는가?.

키워드

빛,   빛의 전파,   역제곱,   역제곱 법칙