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분광기 실험 예비보고서 [현대물리실험 A+]2025.04.251. 분광기 이 실험에서는 분광기에 장착된 회절 격자를 사용하여 원자 스펙트럼을 연구합니다. 수은 및 나트륨의 방출 스펙트럼 선을 관찰하고 그 관찰 지점에 측정한 각도를 통해 빛의 파장을 알아냅니다. 분광기는 collimator, 회절 격자 및 망원경으로 구성되며, 이를 통해 원자에 의한 빛의 방출과 흡수를 연구할 수 있습니다. 2. 회절 격자 회절 격자는 빛의 파장 정도의 크기를 가진 장애물로, 빛이 회절되어 밝고 어두운 회절 패턴이 관찰됩니다. 이 패턴의 밝은 부분 사이의 간격은 빛의 파장에 따라 달라지므로, 회절 격자를 통과할...2025.04.25
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물리화학실험 fine structure 실험보고서2025.05.051. Na 원자의 미세구조 이번 실험에서는 Na 램프를 이용하여 Na 원자의 2차 회절각을 측정하여 격자상수 d를 구한 뒤, 이 값을 이용하여 He 램프로 측정한 He 원자의 회절각과 함께 He 원자의 색깔별 파장을 구할 수 있었다. 이론값과 측정값을 비교한 결과, 모든 오차율이 10% 미만으로 유의미한 실험값을 얻었다고 볼 수 있다. 다만 파란색 파장에서의 오차율이 가장 높았는데, 이는 육안으로 관찰하는 실험에서 파란색이 가장 관찰하기 어려웠기 때문인 것으로 추정된다. 보다 정확한 스펙트럼 값은 스펙트럼 측정기를 통해 측정할 수 ...2025.05.05
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원자 스펙트럼 실험을 통한 뤼드베리 상수 도출2025.11.111. 원자 스펙트럼 원자 스펙트럼은 원자가 방출하는 빛의 파장을 분석하는 현상입니다. 본 실험에서는 수은과 수소의 선 스펙트럼을 회절 격자를 이용하여 관찰했습니다. 수은 선 스펙트럼의 알려진 파장값을 기준으로 회절격자 간격을 결정한 후, 이를 통해 수소의 선 스펙트럼 파장을 측정했습니다. 수소에서 관찰되는 선 스펙트럼은 전자가 주양자수 n=2 상태로 전이될 때 나타나는 현상으로, 원자의 에너지 준위 변화를 직접 관찰할 수 있습니다. 2. 회절 격자와 빛의 파장 측정 회절 격자는 빛의 회절과 간섭 현상을 이용하여 파장을 측정하는 광학...2025.11.11
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프리즘 분광 스펙트럼 실험2025.01.131. 프리즘의 꼭지각 측정 프리즘의 꼭지각을 측정하기 위해 레이저 광원을 프리즘의 꼭지점으로 입사시켜 만들어지는 스펙트럼을 관찰하고, 두 개가 이루는 각도를 측정하여 계산하였다. 세 번의 실험을 통해 구한 꼭지각의 평균은 69.5°이며, 오차율은 약 15.8%였다. 오차의 원인으로는 광원의 약함, 프리즘의 손상 등이 지적되었다. 2. 최소편각을 이용한 굴절률 측정 프리즘의 최소 편향각을 측정하여 프리즘의 굴절률을 계산하는 실험을 수행하였다. 다섯 번의 측정을 통해 얻은 최소 편향각의 평균값은 59.4°이며, 이를 이용해 계산한 굴절...2025.01.13
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전자의 회절 실험 결과보고서2025.11.161. 전자의 파동성과 드브로이 방정식 운동량 P를 갖고 있는 전자는 파동의 성질을 가지며, 드브로이 방정식에 의해 파장이 결정된다. 전자를 가속한 전압 V로부터 운동 에너지 식 K = p²/2m = eV를 이용하여 운동량을 구할 수 있다. 이 실험에서 사용된 전압 범위에서는 상대론적 질량과 고전적 질량의 차이가 0.5% 미만으로 무시할 수 있다. 2. 브래그 회절 조건과 흑연 결정구조 전자가 다결정 흑연박막에 부딪힐 때 브래그 조건 nλ = 2d sinθ에 따라 반사된다. 각도 α가 매우 작을 때 삼각함수의 특성을 이용하여 식을 단...2025.11.16
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아주대)현대물리학실험 atomic spectra 예비 보고서2025.01.291. 회절격자 분광 광도계 회절격자 분광 광도계를 이용하여 수소, 헬륨, 수은 램프에서 나오는 빛이 형성하는 불연속적인 선 스펙트럼을 관찰하고, 운자 스펙트럼 띠무늬 사이의 간격과 상대 광도를 측정한다. 헬륨의 스펙트럼을 통해 얻은 회절격자의 선 간격을 대입하여 다른 원자 스펙트럼의 상대광도 대 파장 그래프를 얻는다. 각각의 스펙트럼의 파장과 일반적으로 인정된 값을 비교하여 수소의 경우 각각의 선에 대응하는 전자 궤도 전이를 확인한다. 2. 스펙트럼 스펙트럼은 빛을 프리즘과 같은 도구로 분해해서 살펴보는 것을 말한다. 종류로는 연속...2025.01.29
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X선 회절법과 DSC를 이용한 강유전체 BaTiO3 분석2025.11.181. 강유전체 BaTiO3의 구조 및 특성 BaTiO3는 대표적인 강유전성 물질로 Perovskite 구조를 가지며 상온에서 정방정 결정구조를 갖습니다. 외부 전기장 없이 자발분극을 가지는 특징이 있으며, 양이온 Ti4+가 음이온 O2- 중심보다 다른 위치에서 자발분극이 생깁니다. 120°C 이상의 온도에서는 열진동 에너지가 증가하여 쌍극자 배열이 방해받고 결정구조가 입방정으로 변하며 자발분극이 사라집니다. 2. X선 회절법(XRD)의 원리 및 응용 X선 회절 분석은 결정성 물질의 내부 미세구조를 파악하는 데 유용합니다. 파장이 짧...2025.11.18
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X선 회절법을 이용한 강유전체 BaTiO3의 구조 분석과 시차 주사 열량계를 이용한 상전이 온도 측정 (결과)2025.05.121. BaTiO3 합성 BaTiO3의 합성 반응식은 BaCO3 + TiO2 → BaTiO3 + CO2↑이며, 고상 합성법을 이용하여 BaTiO3 분말을 제조하였다. 합성 과정에서 불균일하게 진행되거나 반응 온도가 낮은 경우에는 중간상이 잔류할 수 있어 오랜 시간 동안 갈아주어야 한다. 2. XRD를 통한 BaTiO3 분석 XRD 측정 결과, 합성된 BaTiO3는 tetragonal 구조를 가지고 있으며, 격자 상수 a(=b)는 3.9940 Å, c는 4.0380 Å으로 확인되었다. 이는 문헌 값과 유사하여 tetragonal 구조의...2025.05.12
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양자 역학에서의 확률 밀도 함수와 슈뢰딩거 방정식2025.11.121. 확률 밀도 함수(PDF)의 정의와 역할 확률 밀도 함수는 연속적인 랜덤 변수의 확률 분포를 설명하는 수학적 함수로, 양자 역학에서 주어진 물리적 시스템에서 특정 결과를 얻을 가능성을 계산하는 기본 도구이다. PDF를 통해 특정 위치나 상태에서 입자를 찾을 확률을 계산할 수 있으며, 양자 역학에서 예측을 하는 데 핵심적인 역할을 한다. 2. 파동-입자 이중성과 파동 함수 양자 역학의 핵심 개념인 파동-입자 이중성은 입자가 상황에 따라 파동과 입자 같은 행동을 모두 나타낼 수 있음을 의미한다. 이러한 이중성은 PDF의 모양에 반영...2025.11.12
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수소 원자 스펙트럼 관찰 실험 보고서2025.01.081. 스펙트로고니오미터 스펙트로고니오미터는 프리즘이나 회절격자 판을 사용하여 입사광을 분리하고, 각 파장의 빛이 분리되는 각도를 정확하게 측정할 수 있도록 하며, 빛을 내는 물질에 관한 정보를 얻을 수 있습니다. 전자가 원자 내 궤도에서 전이할 때 빛을 흡수하거나 방출하는데, 스펙트로고니오미터는 스펙트럼 분석을 통한 원자 구조에 대한 연구에 사용될 수 있습니다. 2. 프리즘 프리즘은 빛을 굴절시킬 수 있는 광학적 평면을 2개 이상 가진 투명한 물체로서, 적어도 한 쌍의 면은 평행이 아니어야 합니다. 빛의 굴절을 이용하여 색깔이 나누...2025.01.08
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