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인천대 현대물리학실험 3. Electron Charge to Mass Ratio 실험 예비보고서2025.05.131. 전자의 질량과 전하량의 비 전자의 질량과 전하량의 비(비전하)는 하전입자의 전하와 질량의 비율을 나타내는 물리량이다. 현재 알려진 정보로 전자의 비전하 값 중 전하량은 약 -1.602 x 10^-19 C이고, 질량은 약 9.109 x 10^-31 kg이다. 이를 통해 계산하면 전자의 비전하는 약 1.758 x 10^11 C/kg이다. 이는 수소 이온(H+)과 전자가 같은 전하량을 가지지만 전자의 질량이 수소의 원자핵에 비해 2,000배가량 낮다는 것을 의미한다. 2. 비전하 측정 방법 이 실험에서는 필라멘트를 가열시킨 뒤 음극...2025.05.13
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광전 효과 실험을 통한 플랑크 상수 측정2025.11.131. 플랑크의 양자 이론 19세기 플랑크는 방사능 연구에서 진동자가 불연속적인 에너지로 이루어져 있다는 이론을 제시했다. 방사선의 흡수와 방출은 두 에너지 레벨 간의 차이로 발생하며, 이 에너지는 E=hυ 식으로 표현된다. 여기서 h는 플랑크 상수이고 υ는 진동수이다. 이 발견으로 플랑크는 노벨상을 수상했으며, 현대 물리학의 기초가 되었다. 2. 광전 효과와 아인슈타인의 설명 광전자의 방출은 빛이 물질을 때릴 때 물질 내 전자가 방출되는 현상이다. 고전 파동 모델은 빛의 세기가 전자의 최대 운동에너지에 비례한다고 예상했으나, 양자 ...2025.11.13
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원자의 구조 그리고 양자역학2025.01.231. 원자의 구조 원자(atom)는 일상적인 물질을 이루는 가장 작은 단위이며, 매우 안정적인 물질이다. 원자는 서로 결합하거나 분해될 수 있으며, 원자 내 전자의 유출입으로 인해 원자 간 결합과 해리가 빈번히 일어나 화합물을 만든다. 2. 이온화 에너지 중성의 원자에서 가장 약하게 속박된 전자를 떼어내는데 필요한 에너지를 이온화 에너지라고 한다. 주기율표의 수직 열(족)에 있는 원소들의 화학적, 물리적 특성이 비슷한 이유는 같은 족 원소들의 이온화 에너지 경향성이 유사하기 때문이다. 3. 광자의 출입 원자는 양자상태로만 존재하며,...2025.01.23
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음극선의 편향 실험2025.11.131. 음극선(Cathode Ray) 음극선은 음극(cathode)에서 방출되는 전자의 흐름으로, 진공관 내에서 양극을 향해 이동합니다. 음극선은 전기장과 자기장에 의해 편향되는 성질을 가지고 있으며, 이러한 편향 현상을 통해 전자의 전하량과 질량의 비(e/m)를 측정할 수 있습니다. 음극선의 발견과 성질 연구는 전자의 존재를 증명하는 중요한 실험적 근거가 되었습니다. 2. 전기장에 의한 편향 음극선이 전기장을 통과할 때, 전자는 전기력을 받아 편향됩니다. 편향의 정도는 전기장의 세기, 전자의 속도, 전기장이 작용하는 거리에 따라 결...2025.11.13
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금오공대 신소재 반도체공정 시험 정리2025.01.271. 반도체 재료 Ge / Si Ge은 최초로 반도체에 사용한 물질로 Si보다 캐리어의 mobility가 높아 성질이 우수하지만, 성능이 금방 저하된다. Ge의 산화는 Si보다 빨라 산화로 인해 물질과 성질의 변형으로 오랜 사용이 불가능하므로 외부 요인에 의한 영향이 큰 Ge보다 Si을 사용하기 시작한 것이다. Si은 Ge보다 안정성이 좋아 표면에서 산소와 결합하여 SiO2층을 형성하여 성능이 꾸준히 유지 된다는 점과 흔하다는 장점이 있다. 또한, 전하 운반자 제어가 쉬워 도핑하기가 쉬우며 산소와 질소에 안정적이므로 기판 물질로 잘...2025.01.27
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유기·무기 태양광전지 광전변환효율과 양자효율 측정2025.11.181. 태양광전지의 작동원리 태양광전지는 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로 p형 반도체와 n형 반도체로 이루어져 있습니다. 광활성층에 흡수된 빛이 전자와 정공 쌍인 엑시톤을 생성하는 광여기 현상이 발생하며, P극과 N극 사이의 전위차에 의해 전자와 정공이 각각 음극과 양극으로 흐르게 되어 전류가 발생합니다. 표준 실험 조건은 인공태양광의 입력광 파워가 1000W/m²인 AM 1.5 스펙트럼입니다. 2. 광전변환효율과 양자효율 광전변환효율은 빛을 전기로 전환하는 효율을 나타내며, 필 팩터(FF), 단락 전류 밀도(Jsc)...2025.11.18
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[세종대학교] [전자정보통신공학과] [기초반도체]2022 HW022025.05.031. 반도체 도핑 이 문제에서는 GaAs와 Si 반도체에 도핑된 불순물 농도와 도너, 억셉터 농도, 캐리어 농도 등을 계산하는 문제들이 다루어졌습니다. 도핑된 불순물 농도와 캐리어 농도 간의 관계, 그리고 이를 통해 반도체의 전기적 특성을 분석하는 방법이 설명되어 있습니다. 2. 반도체 페르미 준위 문제 3에서는 반도체 물질(Si, Ge, GaAs)의 페르미 준위가 정확히 밴드갭 중심에 있을 때, 특정 에너지 준위에서 전자가 점유될 확률과 빈 상태가 될 확률을 계산하는 문제가 다루어졌습니다. 이를 통해 반도체 물질의 전자 분포 특성...2025.05.03
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비전하 측정 실험 & 홀 효과 실험 (Electron Charge to Mass Ratio & Hall Effect, 결과보고서)2025.05.011. 비전하 측정 실험 이 실험은 헬름홀츠 코일의 자기장 내에서 진행되었는데, 헬름홀츠 코일의 반지름 R=158mm과 도선을 감은 횟수 N=130에 대해서, 헬름홀츠 코일이 만들어내는 자기장은 수식(1)과 같이 주어진다. 수식(1)을 수식(2)의 운동방정식 (원심력=로렌츠 힘)에 대입하고 eV=(1/2)mv^2의 관계를 이용해 정리하면 비전하에 관한 수식(3)을 이끌어낼 수 있다. 표(3)에 관한 데이터를 수식(3)에 대입하여 유도한 비전하는 표(8)과 같다. 비전하의 참값은 1.76×10^11로, 각 실험에서 이 참값과 오차율을 ...2025.05.01
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[일반물리학실험]프랑크-헤르츠 실험2025.04.281. 프랑크-헤르츠 실험 프랑크-헤르츠 실험은 1914년 프랑크(J. Franck)와 헤르츠(G. Hertz)가 수은 기체에 전자를 충돌시켜 수은(Hg)의 에너지 상태가 양자화 되어 있음을 확인한 역사적인 실험을 재현한 것이다. 이 실험을 통해 에너지 준위(energy Level)와 여기에너지(excitation energy), 탄성충돌(elastic collision) 등의 개념을 익히고 원자 에너지 상태가 양자화 되어 있음을 직접적으로 관찰할 수 있다. 또한 Ne기체와 전자의 충돌을 통하여 Ne원자의 에너지 상태가 양자화되어 있...2025.04.28
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아주대)현대물리학실험 Magnetic field outside a straight conductor 예비2025.01.291. 비오-사바르 법칙 비오-사바르 법칙은 전류가 흐르는 도선 근처의 점에서 자기장의 세기를 계산하는 방법을 설명합니다. 이 법칙에 따르면, 전류 요소가 만드는 자기장의 크기는 전류 요소, 점과의 거리, 그리고 전류 요소와 점 사이의 각도에 의해 결정됩니다. 2. 홀 효과 홀 효과는 자기장 영역 내에서 전류가 흐르는 도체 내부에 전류와 자기장의 방향에 수직인 방향으로 전위차가 발생하는 현상입니다. 이 전위차를 홀 전압이라고 하며, 이를 측정하면 자기장의 세기를 알 수 있습니다. 3. 빛의 양자론 빛의 양자론은 빛이 연속적인 파동이 ...2025.01.29
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