[물리실험 ]프랑크 헤르츠 실험 리포트

소개글

현대물리실험 프랑크 헤르츠 실험으로 네온으로 실험하였고, 그에따라 실험값, 알려진값, 이론값에 따른 분석을 하였습니다. ^^*

목차

<[현대물리실험] Franck-Hertz Experiment>

[1]. 목 적
[2]. 실험원리
① 용어설명
② 배경 및 역사적 의의
③ 실험원리
[3]. 기구 및 장치
[4]. 실험 방법
METHOD I. 초기상태로 조정하는 법
METHOD II. 전압-전류관계 측정
[5]. 실험시 주의사항
[6]. 실험결과
[7]. 분석
<실험 Franck-Hertz Experiment >
[8]. 고찰 및 개선사항
(1) 본 실험의 역사적 의의는 무엇인가?
(2) 실험결과 그래프(V-1)가 계단처럼 점차 올라가는 모양이 되는 이유는 무엇인가?
(3) 전자가 원자와 탄성충돌 하였을 때 에너지를 거의 잃지 않는 이유를 일차원 충돌식을 써서 보여라. (전자의 질량은 원자의 질량에 비하여 매우 작음을 감안하라.)
(4) 본 실험에서 완전비탄성충돌의 조건이 충족되었을 때 관속을 관측하면 빛이 나올 것이다. 그 이유를 설명하고 그 빛의 파장은 얼마로 추정되는가?
(5) Ne의 여기에너지를 이론식으로 구하라. (수소원자와 유사한 모형으로 생각하여 구할 수 있다.) 또한 알려진 값을 조사하여 셋(이론식, 알려진 값, 실험결과)를 비교하라.
● 이론식
● 실험결과 값
● 알려진 값

[9]. 참고문헌

본문내용

※ 참고사항 : 네온 사인의 빛의 색이 다양한 이유가 무엇때문일지 생각해 보았다.
네온관도 형광등과 마찬가지로 기체 속의 방전에 의한 발광을 이용한 것으로, 네온관속에 넣은 기체의 종류에 따라 여러 가지 색으로 발광한다. 즉 네온에서는 적색, 아르곤에서는 자주색, 수은에서는 청록색이 된다. 그러므로 정확히 말한다면 적색만이 네온사인으로, 청녹색인 경우는 네온사인이 아니라, '수은사인'이라고 해야 옳은 표현이 아닐까 한다. 그런데도 네온사인으로 일반화된 것은 네온을 넣은 적색의 것이 많기 때문이다. 즉, 여러 가지의 기체를 혼합하여 만들었기 때문에 다양한 빛의 효과를 낼수 있는 것이다.
(네온관은 지름 12∼15밀리의 가늘로 긴 유리관 양 끝에 구리 및 쇠로 된 원통모양의 전극을 붙여놓은 것.)

(1) 본 실험의 역사적 의의를 조사하여라.
1910년 러더퍼드(E. Rutherford)는 α선 산란 실험을 통해서, ‘마치 태양계에서 태양을 중심으로 하여 여러 행성들이 돌고 있는 것처럼, 무겁고 양전하를 띄고 있는 원자핵을 중심으로 하여 전자가 돌고 있다는 것이다.’ 라고 말했지만, 당시에는 ‘궤도를 돌고 있다는 전자는 안정된 상태로 존재할 수 없기 때문에 불과 10-7초 이내에 핵에 포획되어 버린다.’는 반론이 제기되었다. 1913년 보어(N. Bohr)는 ‘전자는 핵을 중심으로 일정한 궤도를 돌고 있는 것이다.’ 라고

말했으며, ‘원자의 세계는 고전역학으로 설명할 수 없어서, 전혀 새로운 체계의 접근 방식이 필요하다.’ 라고 덧붙였으며, 이후, ‘양자역학’ 이 만들어지게 되었다. 이로부터 1년 후, 프랑크(J. Franck)와 헤르츠(G. Hertz)는 충돌에 의한 여기(勵起)에 기초를 둔 실험을 통해, 원자가 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지만을 주고받는다는 사실을 발견했다.

참고 자료

[1] http://physica.gsnu.ac.kr
[2] http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/modexp/MEmain.htm
[3] http://sonaki.pe.kr/
[4] http://moolynaru.knu.ac.kr/
[5] http://www.dcinside.com/graphic-info/casio_lens.htm
[6] 대학물리학Ⅱ - 대학물리학교재편찬위원회 역 , (주) 북스힐
[7] 물리학의 세계(General physics) - 박찬, 임채호, 조경현 공저 , (주)교학사