Frank-Hertz(플랑크 헤르츠) 실험 결과 보고서

목차

○ 공동 실험자 학과, 학번, 이름
○ 실험 날짜
○ 실험결과
○ 실험 결과 해석
○ 오차 및 오차해석

본문내용

원자에 속박된 전자는 불연속적인 궤도상에 있음을 확인했다.
그리고 실험 ⑤에서 계단 모양이 되는 이유 역시 전자의 운동방향에 반대되는 운동에너지가 전자의 첫 번째 여기 에너지와 같아 졌을 때 전자가 모든 에너지를 잃고 정지하기 때문에 전류값이 줄고 이 지점이 지나면 전류가 다시 증가하고 두 번째 여기 에너지와 같아졌을 때 또 전류 값이 줄어드는 과정을 반복한다.
이제 각 실험에 대해 보면 실험 ①은 Peak점이 2개만 측정되고 전류값이 일정해져서 더 이상 Peak 점 측정이 불가능하고 실험 ③역시 72V이상에서 전류값이 일정하게 되었고 실험④는 여기에너지가 모두 같게 되었다. 그리고 실험 ⑤가 가장 결과를 뚜렷하게 보여주고 있다.
○ 오차 및 오차해석
실험 ①에서 구간의 평균은 17V, 표준편차는 1
실험 ②에서 구간의 평균은 18.5V, 표준편차는 0.75
실험 ③에서 구간의 평균은 18V, 표준편차는 2.67
실험 ④에서 구간의 평균은 18.5V, 표준편차는 0.75
실험 ⑤에서 구간의 평균은 18.5V, 표준편차는 0.75
이다.
실험 ⑤가 우리가 원하는 실험 그래프와 가장 흡사하므로 이것의 결과를 통해 오차를 보면
이다. 이때 실험을 세 번 반복하여 측정하였는데 모든 실험에서 각각의 측정 전류값을 달라져도 Peak가 되는 점의 전압을 달라지지 않았다.
즉, 전류값에 대한 계통오차는 존재하지만 우리가 원하는 Peak 점 사이의 전압차의 계통 오차는 없다.
이제 결과값을 일반적으로 알려진 값과 비교를 한다. 일반적으로 네온은 18V마다 Peak 점이 생긴다. 즉, 우리 실험과
의 오차가 발생한다.
하지만 이것은 계통 오차가 아닌 우연오차로 실험과정에 있어 피할 수 없다.
즉, 이번 실험에서 계통오차는 없으며 우연오차가 2.7% 발생하였다. 이렇게 우연오차가 발생하게 된 원인은 실험 장비 내부의 전압이 조금씩 다르기 때문에 발생한 것으로 보인다. 실제 실험 과정에서 U2 전압을 조절하여 고정시키고 전류를 측정하고 다시 전압을 보면 바뀌어있는 경우가 많았다. 또한 실험 결과에서 전압이 커질수록 오차가 많이 발생하는 것을 통해 에너지 준위가 높아질수록 우연오차가 발생할 확률이 높아지는데 이것은 네온관의 진공과 연관이 있다. 네온이 완전 진공이 되어 완전탄성충돌을 해야 하지만 실질적으로 완전 진공이란 존재 할 수 없으며 따라서 완전 탄성 충돌 또한 있을 수 없다. 여기상태가 높아질수록 더욱 완벽한 완전

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