홀 효과 세미나

목차

1. 실험목적

2. 실험이론

3. 실험도구

4. 실험방법

본문내용

첫 번째 excited state로 올라갔을 때 그 지점에서 전자는 에너지를 잃고 멈추게 될 것이다. 따라서 이 때 전자는 P에 닿을 수 없고, 전류계의 눈금은 급격하게 줄어들게 된다. 전자가 운동에너지를 잃어버리면 그 잃어버린 에너지는 당연히 원자에 흡수된다. 이는 비탄성 충돌이며, 위의 경우 전류계의 눈금이 줄기 전까지 일어나는 충돌이 바로 비탄성 충돌이다.(전류계의 눈금이 줄어드는 부분은 완전 비탄성 충돌이 일어나는 순간이다.)
이 상태에서 전압을 증가시키면 또다시 일정간격 이후 전류계의 눈금이 줄어드는 부분이 발견되며 이런 식으로 세 번째, 네 번째 등의 에너지준위와 그 간격을 알 수 있다.
실험에서의 이론 두번째
필라멘트를 가열하면 음극에서 전자가 튀어나가는데, 이 전자는 열에 의해 튀어 나갔기 때문에 열전자라 한다. 이 전자는 (+)전기를 가진 그리드까지는 잘 갈 수 있다.
그러나 그리드에서 플레이트까지는 플레이트가 (-)전기를 띠므로 전자가 운동하는데 방해를 받는다. 그래서 에너지를 조금밖에 갖지 못하는 전자는 플레이트까지 가지 못한다. 전자가 플레이트까지 가지 못했을 때는 전류계의 눈금이 0을 가리키게 된다.
그런데 진공관 속에 수은 증기를 넣었을 때 4.9V의 정수배 되는 전압을 걸은 경우 전류가 급격히 떨어지는 것으로 보아, 이 때 전자가 충돌하면서 수은원자에게 에너지를 빼앗겼다고 말할 수 있다.
나중에 수은 증기에서 나오는 빛이 가진 에너지를 계산해 보면 4.9eV가 되는 것으로 보아 이 이론이 옳다고 볼 수 있다.
만약 전자가 14.7eV의 에너지를 가지면 수은 원자와 3번 충돌하면서 에너지를 잃게 된다. 이것으로 미루어 보아 수은 원자 내의 에너지 준위는 어느 특정한 에너지 준위가 있음을 알 수 있다.
3. 실험도구
- Franck-Hertz operating unit
- Franck-Hertz Hg-tube(Ne-tube)
- Franck-Hertz oven
- Franck-Hertz measure program
- PC
4. 실험방법
1. Hg-tube 케이블 연결
< 아래 그림과 같이 연결 >
2. Franck-Hertz operating unit <밑의 그림처럼 pc를 선택 한다>
3. measure program 실행 후 (밑에 그림림 참조)
4. 실험값을 입력하고 Continue 버튼을 누르면 Franck-Hertz tube의 oven 이 175C로 가열 될 것이다.

키워드

물리실험 ,   hall effect,   현대물리,   세미나