Thermalradiation 실험 레포트
- 최초 등록일
- 2016.01.13
- 최종 저작일
- 2012.09
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목차
1. 목 적
2. 실험원리
3. 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 시 주의사항
6. 실험결과
7. 분석
8. 고찰 및 개선사항
9. 참고 문헌
본문내용
1. 목 적
열복사 실험을 통하여 특정 물체의 열복사에 대한 특성을 알아보기 위한 실험이다.
2. 실험원리
- 열 복사
열복사에 의한 복사선의 세기 및 파장과 물체의 온도 사이에는 흑체(黑體)에 관해서 얻을 수 있는 다음 법칙이 적용된다.
① 물체에서 방출된 에너지의 총량은 그 물체의 온도(절대온도) T의 4제곱에 비례한다(슈테판-볼츠만의 법칙). 이때 물체의 단위표면에서 단위시간에 방출되는 열복사에너지 S는 S=σT4(σ는 비례상수)이므로, 복사에너지를 알면 역으로 물체의 온도를 결정할 수 있다. 이 식을 이용해서 지상으로 쏟아지는 태양에너지의 총량을 바탕으로 하여 계산하면 태양의 표면온도는 6,000K가 된다.
② 물체에서 나오는 열복사의 파장을 조사하면, 각 파장에 따른 강도분포는 [그림]과 같이 물체의 절대온도에 의해 결정된다. 이때 가장 센 복사선의 파장은 절대온도에 반비례하는 것으로 알려져 있다(빈의 법칙). 물체를 가열하면 처음에는 빨갛게 보이다 온도가 높아짐에 따라 하얗게 빛나는 것은 이 때문이다. 따라서 파란색으로 빛나는 별은 태양보다 훨씬 고온임을 알 수 있다.
- 흑체
입사하여 들어오는 모든 복사를 진동수에 상관없이 모두 흡수하는 이상적인 물체
-슈테판-볼츠만의 법칙
흑체의 단위표면적에서 방출되는 모든 파장의 빛에너지의 총합 I는, 흑체의 절대온도 T의 4제곱에 비례한다는 법칙이다. 1879년 J.슈테판이 온도복사의 연구를 통해 실험적으로 발견하고, 이것을 1884년 L.볼츠만이 열역학적으로 정립했다. 이로써 열복사와 절대온도를 관련시키는 연구가 성공했으며, 이후 열복사 연구에 중요한 계기가 되었다. 또한 양자론이 등장하는 하나의 계기를 마련하는 등 물리학에서 중요한 역할을 담당하였다.
<중 략>
4. 실험 방법
- 실험1: Introduction Thermal radiation
1) Radiation Sensor에 전압계를, Radiation Cube에는 저항계를 각각 연결한다.
2) Radiation Cube의 스위치를 최고에 놓고, 저항이 40K옴을 넘어서면 스위치를 5로 바꾼 후 저항이 평형을 이룰 때까지 기다린다.
참고 자료
두산백과(역제곱 법칙), 네이버 지식사전(열복사, 슈테판-볼츠만의 법칙)
현대물리학, Mc Graw Hill, 교보문고, 6th edition, p.70-72