플랑크의 흑체복사와 광자

목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 이론
Ⅲ. 실험 방법 및 장치
Ⅳ. 실험결과 및 논의
Ⅴ. 논의
Ⅵ. 결론
Ⅶ. 부록

본문내용

흑체복사는 고전 전자기학으로 설명되지 않는 현상이었다. 막스 플랑크는 여기에 양자 개념을 도입해 양자역학의 시대를 개막한다. 이번 실험에서는 전구의 전압을 바꾸어 가면서 회전 암을 이용해 파장 별로 빛의 세기를 측정하고, 이 데이터를 플랑크의 복사식, 빈의 변위 법칙, 슈테판-볼츠만 법칙 등으로 설명할 수 있는지 확인한다. 실험 결과 전압이 증가함에 따라 최대 파장이 짧아지고, 상대광도가 증가하며, 전체 복사량이 증가함을 확인했다. 이는 플랑크의 이론과 일치하는 결과이다. 또한 실제로 빈의 변위 법칙을 적용해 절대온도를 구해보았다. 구한 절대온도를 이용해 홀더의 저항을 구하려고 시도했으나 정확하게 구하지 못했다. 또한 볼츠만의 복사식으로부터 총 에너지와 전력의 관계를 얻어 필라멘트의 유효 표면적을 구해보았다. 마지막으로 흑체를 가정한 이론적인 플랑크의 복사 곡선과 실제 데이터를 대조해보았는데, 실제 데이터가 흑체보다 복사량이 적음을 확인했다.

Keywords: 흑체복사, 양자, 플랑크 곡선, 빈 변위 법칙, 슈테판-볼츠만 법칙

Ⅰ. 서론
흑체복사는 양자의 개념이 처음으로 도입된 현상이다. 막스 플랑크는 고전 전자기학으로 설명되지 않았던 흑체복사 실험의 결과를 양자 개념의 도입으로 설명해낸다. 플랑크는 빛을 빛 알갱이인 광자로 취급하고 이산적인 에너지 분포를 가진다고 가정했다. 그는 결국 양자통계역학을 이용해 고전 전자기학으로 설명되지 않던 흑체복사의 결과를 설명해낸다. 그리고 이러한 플랑크의 아이디어에 아인슈타인와 닐스 보어를 비롯한 많은 물리학자들이 영향을 받아 양자역학의 시대가 열리게 된다, 막스 플랑크는 이러한 공로로 1918년 노벨상을 수상하게 된다. 이 실험의 목적은 흑체복사 실험을 재현하고, 플랑크 복사식을 비롯한 빈의 변위 법칙, 슈테판 볼츠만 법칙 등을 이용해 실험 결과를 해석하는 것이다.

참고 자료

현대물리실험 지침서 p,141~ 144