흑체복사(예비 결과)

본문내용

0.0025
2.0
22.0
1.6
0.0021
1.6
25.0
1.4
0.0016
1.4
30.0
0.9
0.0011
0.9
35.0
0.7
0.0008
0.7
40.0
0.5
0.0006
0.5
45.0
0.3
0.0005
0.3
50.0
0.2
0.0004
0.2
64.0~100.0
0
0.0000
0
x(cm)
Ambient
Radiation Level
(mV)
10
0
20
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
80
0
90
0
100
0
Average Ambient
Radiation Level = 0
[실험 B] Inverse Square Law
7. 분석
[실험 A] Introduction Termal Radiation
Power setting 5.0
Power setting 6.5
Power setting 8.0
Power setting 10.0
Them.Res.37.5 kΩ
Them.Res. 16.6 kΩ
Them.Res. 7.7 kΩ
Them.Res. 5.5 kΩ
Temperature 320.3℃
Temperature 341.0℃
Temperature 363.0℃
Temperature 373.0℃
Thermal Radiation Cube의 Power를 증가 시킬수록 온도가 증가하지만 thermistor의 저항값은 감소한다.
일반 물질의 경우 온도가 증가할 수록 저항은 증가한다. 이것은 1학년 물리전구 실험을 통해 알수 있다. 하지만 Thermistor는 반도체 이며, 반도체는
Power setting 5.0
Power setting 6.5
Power setting 8.0
Power setting 10.0
Surface
Sensor Reading (mV)
Surface
Sensor Reading (mV)
Surface
Sensor Reading (mV)
Surface
Sensor Reading (mV)
Black
2.8
Black
5.1
Black
8.6
Black
10.3
White
2.7
White
5.0
White
8.4
White
10.2
Polishes Aluminum
0.2
Polishes Aluminum
0.3
Polishes Aluminum
0.4
Polishes Aluminum
0.5
Dull Aluminum
1.0
Dull Aluminum
1.3
Dull Aluminum
2.8
Dull Aluminum
3.2
Power Voltage 가 증가하면 에너지가 증가함하며, 그로 인해 Thermal Radiation Cube의 표면에서 발생하는 복사에너지도 증가한다. 복사율은 Black > White > Dull Aluminum > Polishes Aluminum 이다. 이를 통해 복사율은 물체의 재질과 표면에 영향을 받지만 표면의 색에는 큰 영향을 받지 않는다.
[실험 B] Inverse Square Law
x(cm)
Rad
(mV)
1/
()
Rad -
Ambient
(mV)
2.5
55.0
0.160
55.0
3.0
39.5
0.111
39.5
3.5
32.0
0.081
32.0
4.0
23.8
0.062
23.8
4.5
21.1
0.049
21.1
5.0
17.9
0.040
17.9
6.0
14.8
0.027
14.8
7.0
10.5
0.020
10.5
8.0
7.9
0.015
7.9
9.0
7.1
0.012
7.1
10.0
5.2
0.010
5.2
12.0
3.9
0.007
3.9
14.0
3.2
0.005
3.2
16.0
2.5
0.0039
2.5
18.0
1.9
0.0030
1.9
20.0
1.7
0.0025
1.7
25.0
1.2
0.0016
1.2
30.0
1.0
0.0011
1.0
35.0
0.7
0.0008
0.7
40.0
0.5
0.0006
0.5
45.0
0.3
0.00049
0.3
50.0
0.2
0.00040
0.2
60.0 ~ 100.0
-
-
-
거리-방사선 그래프로 볼 시에는 반비례 그래프가 나타나지만 거리의 역제곱-방사선 그래프시 비례하는 1차 방정식 그래프 형식이 나타나는 것을 알수 있다. 즉 실험 제목과 마찬가지로 역제곱의 법칙은 거리의 역제곱과 방출되는 방사선은 비례 관계이다.
8. 고찰 및 개선사항
[실험 A] 이번 실험은 Cube 안의 전구의 빛의 에너지만이 Cube에 전달되어 열적 평형을 이루어야 하는데, Power를 올리수록 파워에 의한 Cube에 열 에너지가 전달되는 양이 증가하여 이론보다 좀더 높은 값의 데이터가 측정된다. 만약 이번실험에선 불가능 하지만, Cube에 에너지를 매우 큰 값 까지 줄수 있게 된다면, 이번 실험에서 자외선 파탄 현상 또한 관측 할 수 있을 것이다. 또한 재질에 따른 복사율 차이는 당연하다 생각되어 질테지만, 표면 거칠기에 따른 복사율이 다른 이유를 가정하자면, 표면적의 증가에 따른 거친면의 복사율이 더 크다는 것 또는, 강의실 스크린과 같은 재질처럼 면의 난반사에 의한 어떠한 효과는 아닐지 생각 되지만, 표면적 증가가 좀더 가능성이 있다고 추측한다.
[실험 B] 전압에 따른 열에너지 증가는 실제 값보다 큰 방사능 측정값을 나오게 한다. 이것은 우리가 측정하는 방사능은 열적 평형상태에 이루었을 때 측정 하는데, 이것은 전압에 따른 Cube 열과 빛의 열에너지의 합이 방출하는 양과 흡수하는 양이 평형일때를 측정하기 때문에 방사능 수치가 더 클 수밖에 없다. 이는 흑체 자체의 열적 평형이 이루는데 오랜 시간 걸리기 때문에 해결할수 없는 문제이다.
9. 참고 문헌
참고 문헌 : 현대 물리학[Concepts of Modern Physics]ARTHUR BEISER 6판 , 399~400p
장준성, 이재형 공역 출판사 -교보문고
참고 사이트 :
http://phylab.yonsei.ac.kr/board.php?board=reference&command=body&no=27&search=%C8%E6%C3%BC%BA%B9%BB%E7&shwhere=tbody
http://phylab.yonsei.ac.kr/board.php?board=experiment&command=body&no=16&search=%C8%E6%C3%BC&shwhere=tbody

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