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[일반물리학실험]프랑크-헤르츠 예비보고서

저작시기 2006.09 |등록일 2006.11.14 한글파일한컴오피스 (hwp) | 4페이지 | 가격 300원

소개글

내용이 알찹니다.

목차

1.목적
2.이론
3.장치 및 기구
4.방법

본문내용

1. 목적
1914년 프랑크와 헤르츠가 수은 기체에 전자를 충돌시켜서 수은의 에너지 상태가 양자화 되어 있는 것을 확인한 역사적인 실험을 재현한다. 본 실험을 통하여 에너지 준위와 여기 에너지, 탄성충돌 등의 개념을 익히고 원자가 양자화 되어 있는 모습을 거의 직접적으로 관찰한다.
2. 이론
원자가 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지만을 주고 받는다.
특정한 에너지는 바로 그 원자가 가지고 있는 스펙트럼의 관측으로부터 얻어진 에너지 준위의 차이에 해당하는 것이 되어, 물질의 양자화에 대한 보다 직접적이고 확고한 증거가 된다.

K(음극)에서 방출된 전자는 에 의해 가속되고 를 통과한 후 P(양극)와의 역전압 에 의해 약간 감소되어 P에 흡수된다. 이것은 전류계의 전류를 측정함으로써 알 수 있다.
관속의 원자는 바닥상태의 에너지로부터 띄엄띄엄한 에너지준위를 가지고 있기 때문에 아무 값의 에너지나 흡수하여 여기되어지는 것이 아니고 에너지 준위의 차이에 해당하는 양만큼의 에너지를 가진 것을 만났을 때 그 에너지를 흡수하여 놓은 에너지 상태로 올라간다. 이런 조건이 충족될 때 전자와 완전 비탄성충돌을 하게되어 전자의 모든 운동에너지를 빼앗게 된다. 이때 전자는 자기의 모든 에너지를 잃고 멈추게 되어 전류가 급격히 감소하게 된다.

3. 장치 및 기구

① 오실포스코프, X-Y 기록계등
없어도 무방. 오실로스코프의 경우 X-Y 모드로 놓고 X축을 그리드의 전압, Y축을 P로 흐르는 전류를 걸어주고 전압을 0V부터 연속적으로 톱니파 모양으로 올려주면 아래와 같은 모양의 그래프를 오실로스코프의 화면에서 바로 볼 수 있다. 또한 X-Y 기록계가 있으면 마찬가지 방식으로 입력하여 그래프를 종이 위에 그릴 수 있다.

② 프랑크-헤르츠 실험장치
프랑크-헤르츠관과 전압 조절기, 또한 전류계, 전압계 등이 필요하다. 또한 프랑크-헤르츠관속의 측정원소로서 수은을 사용하는 경우에는 관을 가열하여 증기화 시킬 수 있는 오븐이 필요하다. 대체로 여러 가지의 실험장치가 기본적으로 아래와 같은 회로에 바탕을 두고 있으며, 경우에 따라서는 그리드가 생략되어 있기도 하다.
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