[일반물리학실험] 자기 모멘트(Magnetic Moment) 측정 - 예비보고서

소개글

일반물리학 실험 중의 하나인 [자기모멘트 측정] 실험의 예비보고서입니다.
내용을 보시면 아시겠지만, 실험교재 이외에 백과사전 및 인터넷 사이트를 참고하여 알차게 작성하였습니다. 참고하시면 많은 도움이 될 것입니다.

목차

실험 목적
실험 원리
자기 모멘트
전류의 자기 작용의 발견
패러데이와 전자기 유도의 법칙

본문내용

+m[Wb], -m[Wb]의 두 극을 가진 자침을 자기장 벡터 H의 균일한 자기장 속에 넣으면 N극에는 mH[N], S극에는 -mH[N]의 힘이 작용하여 두 힘은 짝힘을 만들어 자침을 H 방향에 일치할 때까지 회전시킨다.
자침 길이를 l[m], H와 자침의 각도를 θ라 하면 짝힘 모멘트 N[Nm]은
N= -mH × lsinθ = -mlHsinθ
가 된다. 우변의 -는 θ를 감소시키는 방향의 모멘트를 나타낸다. 또, 자극의 세기 m과 길이 l과의 곱 M=ml을 극자석의 자기 모멘트라 하며, 기본적인 성질을 나타내는 양이다. M을 사용하면 위의 식은 다음과 같이 된다.
N= -MHsinθ
자기장에서 자극의 세기와 N,S 양극간 길이의 곱이다. 방향은 S극에서 N극이며, 자석의 세기를 나타낼 때 사용된다. 자기모멘트가 발생하는 경우는 3가지로, 흐르는 전류가 만드는 것, 외부 자기장 안에 놓인 자석 또는 전류회로에 의한 것, 원자핵 주위를 도는 전자에 의한 것이 있다.
자기능률(磁氣能率)이라고도 한다. 크기와 방향을 가지는 벡터량으로서 방향은 S(-)극에서 N(+)극으로 향한다. 자기량과 함께 자성(磁性)을 나타내는 양의 하나이지만, 자석의 세기는 자기량보다는 자기모멘트의 크기로 표시한다. 또한 폐회로(閉回路)를 흐르는 전류는 그 회로를 주변으로 하는 얇은 자석판과 동등한 작용을 가지는데, 이 경우의 자기모멘트는 전류의 방향을 오른나사가 도는 방향으로 할 때 나사의 진행방향을 따른다. 그 크기는 회로가 둘러싸고 있는 넓이와 전류의 곱으로 표시하며, 넓이를 s㎠, 전류를 i라 하면 si가 된다.
일반적으로 자기장(세기 H) 안에 자석 또는 전류회로를 놓으면 자석이나 회로에는 Hm sin θ라는 모멘트를 가진 짝힘이 작용한다. 여기서 m은 자석 또는 자기모멘트, θ는 자기모멘트와 자기장 방향 사이의 각이며, 특히 자기모멘트의 방향이 자기장에 수직일 경우에는 Hm이라는 모멘트를 가진 짝힘이 생긴다.

참고 자료

1. Venus백과사전.금성출판사. p191,202,211,252,349
2. 일반물리학실험. 북스힐 p223-227
3. http://100.naver.com/100.nhn?docid=131208