[현대물리학] Variable Gap Magnet 실험 : 자석 사이의 자기장에 어떠한 물체들이 들어오면 그에 따라 변화하는 것을 알 수 있는데, 이러한 변화가 왜 일어나는지 알아보고 변화가 예상 결과대로 나타났는지 확인

소개글

[현대물리학] Variable Gap Magnet 실험 : 자석 사이의 자기장에 어떠한 물체들이 들어오면 그에 따라 변화하는 것을 알 수 있는데, 이러한 변화가 왜 일어나는지 알아보고 변화가 예상 결과대로 나타났는지 확인에 대한 보고서 자료입니다.

목차

현대물리학 실험 - Variable Gap Magnet

1. 목 적

2. 실험원리
　1) 로렌츠 힘의 법칙
　2) 자기 유도(자체유도)
　3) 자기력에서의 전기 그네
　4) 반자성과 상자성

3. 기구 및 장치

4. 실험 방법

5. 실험 시 주의사항

* 참고 문헌

6. 실험결과

7. 분석

8. 고찰 및 개선사항

9. 참고 문헌

본문내용

뀐다는 것을 확인할 수 있었다.
이것을 통해 ‘플레밍의 왼손법칙‘을 실제로 확인할 수 있었는데, 자석에 의해서 균일한 자기장이 형성된 곳에 자기장에 수직한 방향으로 도선이 놓여 전류가 흐를 때 도선의 각 부분은 같은 방향으로의 힘을 받는다는 것이다. 이 힘은 물론 로렌츠의 법칙으로 계산할 수 있지만 이 힘의 방향을 직관적으로 알게 하나의 법칙이 바로 플레밍의 왼손법칙 이다.
왼손의 엄지, 검지, 중지를 서로 직각이 되게 놓고, 중지를 전류 방향을, 검지를 자기장의 방향을 가리키도록 하면 엄지가 가리키는 방향이 바로 도선이 힘을 받는 방향이라는 것이다.
왼손의 중지, 인지, 엄지를 서로 직각이 되게 하면 자기장은 인지 쪽으로 향하고 중지 방향으로 전류가 흐르면 도선은 엄지 쪽으로 힘을 받는다. 실험하였을 경우 플레밍의 왼손법칙에서 그네가 움직이는 방향이 반대방향으로 바뀜을 확인할수 있다.
Exp3. 반자성과 상자성
알루미늄을 이용하여 실험을 할 경우 구멍이 반드시 필요하다고 하였는데 실험결과 구멍이 없는 종류의 알루미늄을 사용하여도 실험결과 값에는 큰 영향을 주지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
(자기장 안에서 알루미늄 관이 회전하는데 맴돌게 하는 전류의 저지 효과를 줄이기 위해서 필요)
이번 실험을 통해서 반자성과 상자성에 대해서 확인할 수 있었다. 이론적인 자료를 통해 각각의 물질의 어떠한 성질을 나타내는지 확인할 수 있었다. 유리는 반자성물질이며, 알루미늄은 상자성 물질임을 확인할 수 있었다. 반자성 물질인 유리는 자석사이에서 수직인 선을 형성하며 일정한 모양을 나타내었는데, 이것은 유리의 반자성 적인 특성에 따른 것으로 자기장 선에 대해 반대방향으로 움직이게 되는 것이다. 또한 알루미늄은 상자성 물질로 자석에 끌리는 성질에 따라 자기장 선에 대해 같은 방향으로 움직이게 되었다.
8. 고찰 및 개선사항
Exp1. 자기유도
실험 전 자기장의 세기를 알기위해 자석을 붙여보았는데, 자기장의 힘이 굉장히 강하다는 것을 확인할 수 있었다. 쉽게 자석이 떨어지지 않았다 주걱을 일정한 높이에서 놓았을 때 자석의 극 사이에 충분히 통과할 수 있도록 극의 거리를 충분히 이격시켜 놓고 실험을 하였을 때, 실험의 결과 값의 3개의 주걱의 값이 모두 동일한 반응을 보였는데, 별다른 영향을 관찰하기 힘들었다. 그리하여 극사이의 거리를 일정하게 1cm로 정하여 놓고 실험을 하여서 3개의 다른 값들을 확인할 수 있었는데, 거리를 좁혀 실험을 하는 경우 자꾸 주걱이 자석에 부딪히는 결과를 발생하게 되었다. 실험의 주의사항에서도 읽었듯이 자석의 손상에 주의를 기해야 한다는 점을 알고 있었기에 더욱 신중하게 실험을 하여야 했다.
Exp2. 전류가 흐르는 도선에 작용하는 자기력
그네를 구성하는 줄이 가는 줄일수록 실험의 결과 값이 정확히 나올 것이라는 생각에 여러 가지 종류의 선중에서 제일 얇은 종류를 골라서 실험하도록 하였다.
Exp3. 반자성과 상자성
최초 U 자 자석의 존재를 모르고 Variable Gap Magnet 의 자성을 확인해 보기위해 자석을 빼내려 하는 실수를 범할 뻔 했었다. 만약 자석을 틀에서 제거하여 붙였다면, 자석이 깨지는 등의 심각한 실험장비 파손을 예측할 수 있었는데, U 자 자석을 통해서 어떠한 특별한 극을 나타내는 것이 아니라 자기장을 형성하는 것임을 알 수가 있었고, 이 U자 자석을 통해서 여러 가지 물체의 자성을 확인한 후 실험을 하였다.
9. 참고 문헌
김종권 외, 하이탑 물리2, 두산동아, 2006.
http://moolynaru.knu.ac.kr/
http://www.dcinside.com/graphic-info/casio_lens.htm

키워드

플레밍의 왼손법칙,   Variable Gap Magnet,   로렌츠 힘의 법칙,   자기 유도,   상호유도,   반자성,   상자성,   Variable Gap Magnet 실험