슈테판 볼츠만 법칙 결과레포트

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목차

1. 실험이론

2. 실험값

3. 결과분석

4. 오차논의
1) 필라멘트의 열평형
2) 외부 전자기파
3) 실험자의 감각오류
4) 결론

본문내용

1.실험이론
슈테판 볼츠만 법칙은 물체의 에너지 복사율은 온도의 4제곱에 비례한다는 것이다.
E=εσΤ4
여기서 ε는 복사율이며 흑체와 같은 완전 복사체의 경우는 1이다. σ는 슈테판 볼츠만 상수이며 5.67*10^(-8)W/m2k4 이다. T는 절대온도이다.

<중 략>

3.결과분석
Intensity는 온도 4승에 비례하기 때문에 x축을 T^4로 두고 선형태의 실험값 그래프를 그렸다. 이론의 슈테판 볼츠만 법칙에서, V는 T^4에 비례하기 때문에 실험을 통해 얻은 V-T^4 그래프의 미분 계수가 슈테판 볼츠만 상수 실험값이라는 것을 알 수 있다. R-studio를 이용하여 T^4와 V를 선형 근사하여 구한 T^4의 계수는 1.45*10^(-12) 이다. 코드를 이용해 도출한 결과는 다음과 같다.

<중 략>

4.오차논의
1. 필라멘트의 열평형
전압V를 인가하면, 필라멘트가 가열되고 그에 따라 광자가 방출되어, 방출된 광자로 빛의 세기를 측정하는 실험을 수행하였다. 세기는 슈테판 볼츠만 법칙에서 온도 네제곱에 비례하는 형태인데, 인가 전압으로 인해 필라멘트가 열평형을 이루어 일정한 온도를 유지 하는데는 일정 시간이 필요하다. 하지만, 선형적으로 다가가는 형태가 아닌 일정온도에 수렴하는 형태여서 그 시간이 길었고, 시간이 지날수록 온도변화의 폭이 급격히 작아져 열평형 시점이 언제인지 파악하기 힘들었다. 따라서 실험자들은 본 실험에서 전압 인가 후 10초의 시간간격을 두고 intensity를 측정하였다. 이 과정에서 만약 인가 전압과 온도의 관계식이 선형적으로 비례하는 형태가 아니라면 같은 시간이라도 다른 정도로 열평형에 다가갈 것이다.

참고 자료

없음