현대물리실험-Prank Hertz(프랑크 헤르츠 실험) 결과레포트

목차

1. 실제실험방법
2. 실험결과
3. 결과분석
4. 토의

본문내용

1. 실제실험방법
[실험장치 소개]
왼쪽 장치(ⓐ)는 진공관과 연결되어 진공관의 필라멘트 전압(U1), 가속전압(U2), grid전압(U3), 저지전압(U4)을 제어하는 장치이다. 오른쪽 사진(ⓑ)은 수은 진공관이며, 이해하기 쉽게 직관적인 그림으로 연결부위가 나타내어져 있다. 진공관은 사진뒷편의 상자속에 들어있다.

왼쪽사진은 오실로스코프(ⓒ)이다. 30MHz 까지의 진동수를 가지는 신호를 분석할 수 있다. 다이얼을 돌려서 그래프 영점을 움직이거나 한 눈금당 scale을 조절할 수 있다. 오른쪽은 네온 진공관(ⓓ)을 나타낸 것이며, Ne기체가 들어있어서 실험결과를 분석하면 네온기체의 에너지준위를 알 수 또한 애초에 진공관에 연결된 장치(ⓐ)에서 출력이 1/10으로 나오게 됨을 생각해야 한다.

[실제실험방법]
⓵ 업로드된 실험메뉴얼과는 약간 다르므로, 장치앞에 놓여있는 메뉴얼을 따라 장치간에 도선을 연결한다. ⓶ 각 기체가 들어있는 관에서 열전자가 방출되기 위해서는 특정온도 이상으로 필라멘트 온도가 상승해야한다. 그러므로 오실로스코프를 보면서 일정시간 대기하여, 충분히 가열되어 열전자가 방출됨을 확인한 후에 본격적인 실험을 진행한다. 먼저 네온관에 대해서 실험한다.
⓷ 오실로스코프의 x축 scale을 0.5로 맞춘다. y축도 적절히 조절하여 그래프가 화면에 가득차도록 한다.
scale이 0.5라는 것은, 한 눈금당 크기가 0.5V라는 의미이다. 즉, 실제 측정된 값이 10이라면, 도선을 통해서는 1만 출력된다는 것이다. 그러므로 실제값을 구하기 위해서는 오실로스코프에서 읽은 값에서 10을 곱해주어야 한다. 예를들어, 오실로스코프의 x축 다이얼이 0.5에 놓여있고, 2.5눈금 간격의 전압을 구해보면,

[실제실험방법]
⓵ 업로드된 실험메뉴얼과는 약간 다르므로, 장치앞에 놓여있는 메뉴얼을 따라 장치간에 도선을 연결한다.
⓶ 각 기체가 들어있는 관에서 열전자가 방출되기 위해서는 특정온도 이상으로 필라멘트 온도가 상승해야한다.

참고 자료

Arthur beiser, modern physics 6th, Mc Graw Hill, p142~p151