[일반물리및실험 A+] 역제곱법칙 결과레포트

목차

1. 실험목적
2. 조원별 역할분담
3. 실험이론
4. 실험방법
5. 실험결과, 실험결과분석
6. 토의
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
광원에서 방출되는 빛의 밝기가 역제곱의 법칙을 따르는 것을 알아본다. 즉 측정거리에 따라 측정되는 빛의 세기가 제곱에 반비례함을 확인한다.

3. 실험 이론
전파되는 빛의 양을 다발(Flux)로 표현할 수 있다면, 한 점에서 발산되는 다발의 양은 [그림2-1]과 같이 표현할 수 있다. [그림 2-1]을 쉽게 생각하면 거리 r에서 하나의 단위면적을 통과한 다발은, 거리가 2r인 곳에서는 네 개의 단위면적을 통과하게 된다. 다발의 밀도는 면적에 반비례하고 면적은 거리의 제곱에 비례하므로, 다발의 밀도는 거리의 제곱에 반비례 한다. 이렇게 어떤 양이 거리의 제곱에 반비례하는 것을 역제곱 법칙(Inverse-square law)이라고 부른다. 어떠한 점으로부터 모든 공간으로 펼쳐지는 양은 같은 방식으로 기술된다.
빛의 세기를 기술하기 위해, 광선속과 조도라는 개념을 사용한다. 광선속은 광원에서 단위시간 당 방출되는 에너지인 일률과 달리 측정 장치의 파장별 감도에 따라 측정되는 단위시간 당 에너지의 총합이며 단위는 루멘(lm)이고, 조도(광조도)는 단위면적에 비추어지는 광선속으로, 단위는 룩스(lx)이다.
광원의 광선속을 P로, 측정되는 조도를 I라고 한다면 등방의 광원에 대해 다음과 같은 식을 만족한다. 광선속은 광원의 종류에 따라 정해지며, 식(3)에서와 같이 측정되는 빛의 세기와 거리 제곱의 역수의 비율은 광원의 종류에 관계한다.
광도는 단위입체각 당 광선속밀도 즉 이며 단위는 칸델라(cd)이다. 국제도량형 총회에서는 1979년 1 cd를 광 측정의 기본량으로 하였고 “진동수 Hz인 단색광을 방출하는 광원의 복사도가 주어진 임의의 방향으로 단위입체각 당 1/683 W일 때 이 방향에 대한 광도”로 정의하였다.

3-2. 빛의 전파와 관련된 이론
1) flux
주어진 방향에 대하여 수직인 단위 면적을 통하여 단위 시간당 특정 물리량이 수송되는 비율을 말하며, 플럭스밀도라고도 한다.

참고 자료

실사구시 3rd edition
위키피디아 일반물리 역제곱 법칙
대학 물리학1 5th edition