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[기세문] 성인식 없는 사회에서 어른으로 산다는 것

‘성인식 없는 사회에서 어른으로 산다는 것’을 보고교수님의 ‘성인식 없는 사회에서 어른으로 산다는 것’에 대한 강연의 핵심은 자기 인생의 주인공은 자기 자신이므로 능동적, 주체적 삶을 살자는 내용이었다.강연의 시작은 헬리콥터 맘에 대한 내용으로 시작되었다. 헬리콥터 맘은 자녀의 일에 간섭하며 자녀의 위를 뺑뺑 돈다는 의미로 그런 부모님들을 비판할 때 쓰이는 말이다. 나는 세상의 대부분의 엄마들이 자녀의 일에 어느 정도는 간섭 혹은 참여를 한다고 생각한다. 몇 가지 예를 들어보자면, 우리 부모님은 내가 집에서 군것질하려 할 때마다 먹지마라며 뺏어가곤 하셨다. 또, 고등학교 때 내 친구의 진로와 입시 준비를 친구의 부모님께서 하나부터 열까지 철저히 다 챙기시고 결정하시는 모습을 봤다. 각종 시험에서부터 캠프, 입시 자료까지 모두 부모님이 해주시는 것을 보며 이 친구가 나중에 부모님 없이도 잘 지낼 수 있을까 걱정이 들 정도였다. 이렇듯 일상생활 속에서 가정마다 정도의 차이가 있을 뿐 부모님의 개입이 어느 정도는 있지만, 이것이 도를 넘어서면 교수님이 강연에서 말하신 대로 사회구성원을 유치원생으로 만들어버리는 그런 일이 벌어져버린다.이런 재앙이 벌어지는 것을 막기 위해 여러 사회와 종교에서는 성인이 되는 사람을 위해 성인의 의미를 본인이 직접 깨닫게 만들기 위해 성인식을 거행한다고 하셨다. 이 강연을 듣기 전까지는 나도 성인식에 큰 의미를 두지 않았고, 올해 성년의 날도 일상적 생활을 하면서 그냥 넘어갔다. 성년의 날 챙겨봤자 내 인생이 달라질 것 같지 않다는 생각에서였다. 실제로 성년의 날을 챙긴 친구들도 외모나 마음가짐이 달라져 보이진 않았다. 신기하게도 나와 같은 생각을 가진 친구가 많았는데 이는 성인식의 의미가 예전이나 다른 사회에 비해 퇴색되었기 때문이라고 생각한다. 예전의 우리나라, 그리고 현재의 다른 사회에서 성인식이란 앞서 말했듯이 자신이 직접 성인의 의미를 깨닫고, 책임감을 가지며 살아가게 하는 의식이었다. 하지만, 지금의 성년의 날에는 장미, 향수, 키스 같은 선물을 받으며, 축하해! 라는 말을 들으면 끝이다. 현대의 성인들은 내적 변화에 힘쓰기 보다는 외적변화와 자유로움을 얻는 것에 대한 만족을 느끼기에 급급하다는 생각이 든다. 이는 우리나라 사람을 대상으로 한 ‘성년의 날에 받고 싶은 선물’이 시계, 상품권, 가방, 정장, 구두 등의 물건이라는 통계가 더 뒷받침해준다. 이런 외적 변화에만 힘쓰기 때문에 몸은 어른이지만 마음은 아이인 철들지 않은 어른이 많은 것은 아닐까 생각해본다.성인이 자기 운명을 실현하는 삶을 살기 위해서는 제대로 된 성년의 날을 만드는 것이 필요하다고 생각한다. 현재와 같은 형식적인 성년의 날 보다는 일본이나 인도같이 성년의 날을 중요한 국가적 기념일로 만들어야 한다고 생각한다. 물론 어떤 원주민 부족처럼 몸을 해치면서 까지 성인의 의미를 깨달을 수 있도록 만드는 것이 아니라 어떤 공동체의 어른이나 현자 등 인생 선배의 말을 통해 ‘성인이란 어떤 것이다.’,‘어떤 책임이 따른다.’ 와 같은 가르침과 그 가르침을 스스로 되뇌어보고 체득하는 연습을 해보는 시간을 강제적으로 가질 필요가 있다고 생각한다.이번 강연을 들으면서 어떤 이야기가 생각났다. 현대 사회에서 쉽게 볼 수 있는 측면으로 헬리콥터 맘과는 반대로 부모님의 도움을 받는 것을 단호히 거절하며, 자기 맘대로 살 거라는 자녀들의 모습이다. 이와 관련된 이야기를 몇 달 전에 교회에서 들었다. 그 이야기는 “엄마, 제가 알아서 할게요.”, “엄마, 신경 안 써도 돼요” 라고 말하는 현대를 살아가는 성인들에 대한 비판이 담긴 이야기였고, 우리가 지금 혼자서도 쉽게 할 수 있는 밥 먹기, 옷 입기, 씻기 등등이 모두 부모님의 도움 없이는 한 가지도 할 수 없었음을 깨닫게 하고 부모님께 감사하라는 말씀이었다. 교수님의 강연에서 나온 자식을 위해 뭐든지 다 해주는 ‘헬리콥터 맘’은 자식(특히 성인)의 의사결정이 아닌 부모님의 의사가 자식에게 쉽게 적용된다는 점에서 이와 반대되는 내용으로 생각이 되었는데, 두 가지 반대되는 이야기를 통해 처음에는 내 맘대로 사는 쪽과 부모님이 자녀의 삶을 지배하는 쪽 중 어느 쪽이 더 맞는 내용인가 고민을 했다. 생각을 해보니 두 가지 이야기는 약간 다른 내용이었다. 교회에서 들은 이야기는 부모님께 감사하라는 데 초점이 맞춰진 것이었고, 이번 강연에서 들은 이야기는 책임감을 가지고 주체적인 삶을 살라는 내용이었다. 따라서 나는 이 두 개의 이야기를 통해 책임 있는 주체적 삶을 삶과 동시에 부모님께 감사하는 마음을 가지면 진정한 성인으로 거듭날 수 있다고 생각했다.

독후감/창작| 2015.10.04| 2페이지| 3,000원| 조회(132)

연세대, 성인식, 기세문

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광전효과

9. 광전 효과(결과 보고서)실험 결과 및 Discussion첫 번째 결과Colorwavelengthλ (nm)Frequencyf (TIMES`10 ^{14}Hz)Stopping PotentialV _{0} (V)Red6274.780.348Yellow5815.160.514Green5225.740.683Blue4696.400.852Violet4277.031.039* 최소 자승법을 이용하여 구한 그래프의 기울기는 0.2988`TIMES`10 ^{-14} 이다.두 번째 결과Colorwavelengthλ (nm)Frequencyf (TIMES`10 ^{14}Hz)Stopping PotentialV _{0} (V)Red6274.780.354Yellow5815.160.514Green5225.740.668Blue4696.400.845Violet4277.031.037* 최소 자승법을 이용하여 구한 그래프의 기울기는 0.2997` TIMES `10 ^{-14}이다.세 번째 결과Colorwavelengthλ (nm)Frequencyf (TIMES`10 ^{14}Hz)Stopping PotentialV _{0} (V)Red6274.780.347Yellow5815.160.508Green5225.740.663Blue4696.400.850Violet4277.031.037* 최소 자승법을 이용하여 구한 그래프의 기울기는 0.2953` TIMES `10 ^{-14}이다.< planck’s constant의 계산 >Planck’s constant h1st4.79`TIMES`10 ^{-34} J` BULLET s2nd4.80` TIMES `10 ^{-34} J` BULLET s3rd4.73` TIMES `10 ^{-34} J` BULLET sAverage4.77` TIMES `10 ^{-34} J` BULLET sReference6.626` TIMES `10 ^{-34} J` BULLET sError28 %* eV _{0} =hf- PHI 로부터, V _{0} = {h} over {e} f- {PHI } over {e} 이므로, 그래프의 기울기는 {h} over {e}이다.빛의 파장(진동수)과 에너지의 관계는 어떠한가? 광전관 음극 도체의 일함수와 문턱 진동수는 얼마인가?빛의 파장이 감소하면(빛의 진동수가 증가하면) 빛이 가지는 에너지는 증가한다. 이는 그래프를 통해 관찰할 수 있다. 광전관 음극 도체의 일함수(Φ)= 그래프에서 (y절편의 절댓값)×e라고 볼 수 있다. (∵ V _{0} = {h} over {e} f- {PHI } over {e}) 첫 번째 결과의 Φ값은 1.69`TIMES`10 ^{-19`} J, 두 번째 결과의 Φ값은 1.71`TIMES`10 ^{-19} J, 세 번째 결과의 Φ값은 1.66`TIMES`10 ^{-19} J로 평균적인 일함수(Φ)=1.69`TIMES`10 ^{-19}J 이었다. 또, 문턱진동수(f _{0})의 값은 그래프의 x절편 값(=PHI /h)을 읽으면 된다. 첫 번째 결과의 f _{0}=3.52`TIMES`10 ^{14}Hz, 두 번째 결과의 f _{0} =3.55`TIMES`10 ^{14}Hz, 세 번째 결과의 f _{0} =3.51`TIMES`10 ^{14}로, 평균적인 문턱진동수 값은 3.53`TIMES`10 ^{14}Hz이다.실험에서 제시한 LED 광원의 파장은, 광원에서 방출되는 빛 중에서 광도가 가장 높은 파장이다. LED 광원의 스펙트럼은 파장의 범위가 비교적 넓은 영역에서 나타나며, 파장 범위도 모두 다르다. 이와 같은 사실은 실험 결과에 어떠한 영향을 미칠 수 있는가?광원에서 방출되는 빛은 스펙트럼이 넓기 때문에 이 광원에는 광도가 가장 높은 파장보다 더 높거나 혹은 더 낮은 파장이 존재한다. 이번 실험에서는 정지전압을 측정했는데, 정지전압은 광도가 가장 높은 파장(혹은 진동수)와 관계가 있다기보다는 광원에서 나오는 빛의 최대 진동수와 밀접한 관계를 갖는다. 즉 이번 실험에서 광도가 가장 높은 파장보다 파장이 더 낮은 빛이 V _{0} = {h} over {e} f- {PHI } over {e}을 만족시키기 때문에 f에 reference값을 대입하여 계산하면 V _{0}가 실제보다 더 낮게 측정이 되었을 것이다.(결과) λ=950 nm의 적외선을 금속판에 비추었을 때, 광전류가 흐르지 않았다.다른 파장의 광원과 비교하면, 적외선이 광전관의 음극에 비춰질 때 광전류 측정 결과는 어떠한가? 이 결과의 원인은 무엇인가?적외선을 광전관의 음극에 비추게 되면 광전류가 아예 흐르지 않았다. 광전류가 흐르지 않은 이유는, 적외선의 진동수가 문턱진동수를 넘지 못했기 때문이다. 앞선 실험의 결과를 바탕으로 문턱진동수를 계산해보았을 때 평균적으로 문턱진동수의 값이 3.53`TIMES`10 ^{14}Hz였다. 즉, 한계파장이 {3.00` TIMES `10 ^{8}} over {3.53` TIMES ``10 ^{14}} =8.50`TIMES`10 ^{-7}(m) = 850nm이므로, 광원의 파장이 850nm보다 작아야 광전류가 흐르게 된다는 사실을 알 수 있다. 이번 실험에서는 950nm의 빛을 사용하였으므로 광전류가 흐르지 않은 것이다.ΦI (TIMES`I _{max})V _{0}01.0001.04250.9921.035100.9701.036150.9331.022200.8831.020250.8211.015300.7501.013350.6711.011400.5871.004450.5001.004500.4130.993550.3290.983600.2500.973빛의 세기와 저지전압의 관계는 어떠한가? 빛의 파동 이론에서 빛의 세기와 에너지의 관계를 고려할 때, 빛의 파동 이론으로 이 결과를 설명할 수 있는가?빛의 세기가 증가할 때(Φ가 작아질수록) 저지전압(V _{0})이 약간 증가하는 경향을 보이기는 하지만, 그 크기가 얼마 차이나지 않아 빛의 세기가 달라져도 저지전압의 크기는 거의 일정하다고 볼 수 있다. 빛의 세기가 저지전압에 큰 영향을 주지 않는다는 것은 빛의 파동 이론으로는 설명할 수 없다. 파동이론을 따른다면, 빛의 세기가 셀수록 전자가 받는 에너지가 커져 저지전압이 커져야하지만, 결과가 그렇게 나오지 않았다. 이런 이유로 빛이 입자 형태를 가지고 있다는 입자설이 떠오르게 되었다.2. 오차 원인 분석- 실험 1에서 빛의 진동수에 따른 저지전압(V _{0})을 측정하면서 플랑크 상수 h를 구하는 실험을 하였다. 플랑크 상수 h의 이론값은 6.626` TIMES `10 ^{-34} J BULLET s이지만 이번 실험에서 구한 h값은 4.77` TIMES `10 ^{-34}J BULLET s 였다. 이번실험에서 오차가 발생한 원인은 다음과 같다. 첫째로, 여러 색깔 광원에 대한 reference 진동수 값이 그 광원의 실제 최대 진동수가 아니었다. 앞서 작성한 discussion에서 말한대로, 저지전압의 크기는 빛의 최대 진동수에 관련이 있기 때문에 실험에서 플랑크 상수 값이 더 낮게 측정되었다. 두 번째로, 광전류를 0으로 만드는 저지전압의 range가 0.005V 정도로 생각보다 컸다. 큰 range 때문에 정확히 어느 지점을 저지전압으로 잡아야하는지 혼란이 있었다.

자연과학| 2015.09.30| 7페이지| 1,000원| 조회(629)

광전효과, 연세대

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빛의 간섭 및 회절

8. 빛의 간섭 및 회절(결과 보고서)실험결과Experiment 1. 단일 슬릿1) 녹색광원 (λ=532 nm)am슬릿↔무늬R (m)중앙↔m극소y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {a} over {m} sin theta0.02 mm10.9290.02980.0321641 nm20.9290.05710.0613613 nm30.9290.07960.0854569 nmλ(average)608 nmλ(reference)532 nmError14.3%am슬릿↔무늬R (m)중앙↔m극소y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {a} over {m} sin theta0.04 mm10.9290.0110.0118472 nm20.9290.02350.0253506 nm30.9290.03530.0380507 nmλ(average)495 nmλ(reference)532 nmError6.95%am슬릿↔무늬R (m)중앙↔m극소y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {a} over {m} sin theta0.08 mm10.9290.00680.00732586 nm20.9290.01320.0142568 nm30.9290.01890.0203541 nmλ(average)565 nmλ(reference)532 nmError6.20%am슬릿↔무늬R (m)중앙↔m극소y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {a} over {m} sin theta0.16 mm10.9290.00280.00301482 nm20.9290.00590.00635508 nm30.9290.00920.00990528 nmλ(average)506 nmλ(rrence)650 nmError2.17 %am슬릿↔무늬R (m)중앙↔m극소y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {a} over {m} sin theta0.08 mm10.9290.00750.00807646 nm20.9290.01510.0162650 nm30.9290.02210.0238634 nmλ(average)643 nmλ(reference)650 nmError1.02%am슬릿↔무늬R (m)중앙↔m극소y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {a} over {m} sin theta0.16 mm10.9290.00380.00409654 nm20.9290.00790.00850680 nm30.9290.01100.018631 nmλ(average)655 nmλ(reference)650 nmError0.83%Q. 슬릿의 폭이 감소할수록 회절 무늬는 어떻게 되는가? 슬릿의 폭이 빛의 파장 수준으로 감소할 경우 어떠한 현상이 예상되는가?A. 슬릿의 폭이 증가할수록 회절무늬의 간격이 더 켜졌다. 이는 단일슬릿에서 각도 θ에 따른 광도가 I=I _{0} LEFT [ {sin( beta /2)} over {beta /2} RIGHT ] ^{2}, beta = {2 pi a} over {lambda } `sin theta 를 만족하기 때문이다. 즉, 슬릿의 폭 a와 첫 번째로 상쇄간섭이 일어나는 지점의 위치 사이에는 sinθ=λ/a가 성립하므로, a가 증가하면 스크린에 나타난 무늬 간격이 좁아지게 된다. 또, 슬릿의 폭이 빛의 파장 수준으로 감소하게 되면 I=I _{0} LEFT [ {sin( beta /2)} over {beta /2} RIGHT ] ^{2}, beta = {2 pi a} over {lambda } `sin theta 에서 a=λ 이므로, beta /2`=` pi sin슬릿 ↔ 무늬R (m)0 ↔ m극대y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {d} over {m} sintheta0.040.5010.04000.0005000.00125625 nm20.04000.001100.00275687 nm30.04000.001500.00375625 nmλ(average)646 nmλ(reference)650 nmError0.62%adm슬릿 ↔ 무늬R (m)0 ↔ m극대y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {d} over {m} sintheta0.080.2510.04000.001000.00250625 nm20.04000.002100.00525656 nm30.04000.003200.00800667 nmλ(average)649 nmλ(reference)650 nmError0.15%adm슬릿 ↔ 무늬R (m)0 ↔ m극대y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {d} over {m} sintheta0.080.5010.04000.0005000.00125625 nm20.04000.001100.00275687 nm30.04000.001600.00400667 nmλ(average)660 nmλ(reference)650 nmError1.53%2) 녹색 광원 (λ=532 nm)adm슬릿 ↔ 무늬R (m)0 ↔ m극대y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {d} over {m} sintheta0.040.2510.04000.0009000.00225562 nm20.04000.001700.00425531 nm30.04000.002600.00650542 nmλ(average)545e)533 nmλ(reference)532 nmError0.18%adm슬릿 ↔ 무늬R (m)0 ↔ m극대y _{m} (m)``````````sin theta `=#y _{m} / sqrt {R ^{2} +y _{m} ^{2}}lambda = {d} over {m} sintheta0.080.5010.04000.0004500.00112562 nm20.04000.0008300.00207519 nm30.04000.01300.00325542 nmλ(average)540 nmλ(reference)532 nmError1.69%질문이중 슬릿의 실험 결과와 이론의 그림3과는 어떠한 차이가 있는가? 이 차이의 원인은 무엇인가?토의그림 3을 보면, 스크린에 나타난 회절무늬 중간지점으로부터 거리가 nλR/d 인 지점(Φ=2nπ)에서 보강간섭이 일어나 같은 intensity의 무늬가 생기게 되는데, 이번 실험에서는 nλR/d 인 지점에서 모두 intensity가 동일하지 않고 중간지점에서 멀어질수록 점점 더 떨어졌다. 이 이유는 슬릿의 폭 때문에 빛의 간섭효과 뿐만 아니라 각 슬릿에서 발생하는 회절효과 때문이다.질문슬릿의 간격 d가 같고 폭 a가 다른 경우 무늬의 위치와 광도 그래프 형태의 차이는 어떠한가? 이 현상의 원인은 무엇인가?토의d가 같고 a가 다른 경우, 무늬가 나타나는 위치(무늬의 간격)는 거의 같았으나, 광도는 폭(a)이 넓을수록 감소했다. 이는 슬릿의 폭이 충분히 작지 않기 때문에 각 슬릿에서 발생하는 회절효과 때문에 무늬의 형태가 바뀌게 되는 것이다. 이를 식으로 나타내면 I`=I _{0} cos ^{2} {PHI } over {2} LEFT [ {sin( beta /2)} over {beta /2} RIGHT ] ^{2} (PHI = {2 pi d} over {lambda } `sin theta , beta = {2 pi a} over {lambda } `sin theta )로 표현된다.질문슬릿의 폭 a가 매우 작을 경우 무늬는 어떻게 변할 것으로 예상되는가?토의간섭이 일어나기 때문이다. 즉, d가 커질수록 dsinθ=nλ를 만족시키기 위한 θ값이 더 작아지기 때문이다.Experiment 3. 회절격자1) 녹색 광원 (λ=532nm)슬릿간격d (m)격자 ↔ 스크린R (m)0 ↔ 1 극대y (m)````````sin theta `=#`y/ sqrt {R ^{2} +y ^{2}}lambda `=`d`sin`theta3.33`TIMES`10 ^{-6}0.2350.0370.0157518 nmλ(reference)532 nmError2.63%슬릿간격d (m)격자 ↔ 스크린R (m)0 ↔ 1 극대y (m)````````sin theta `=#`y/ sqrt {R ^{2} +y ^{2}}lambda `=`d`sin`theta1.67` TIMES `10 ^{-6}0.2350.0790.319531 nmλ(reference)532 nmError0.19%2) 적색 광원 (λ=650nm)슬릿간격d (m)격자 ↔ 스크린R (m)0 ↔ 1 극대y (m)````````sin theta `=#`y/ sqrt {R ^{2} +y ^{2}}lambda `=`d`sin`theta3.33`TIMES`10 ^{-6}0.2350.0450.188627 nmλ(reference)650 nmError3.54%슬릿간격d (m)격자 ↔ 스크린R (m)0 ↔ 1 극대y (m)````````sin theta `=#`y/ sqrt {R ^{2} +y ^{2}}lambda `=`d`sin`theta1.67` TIMES `10 ^{-6}0.2350.0960.378630 nmλ(reference)650 nmError3.08%2. Discussion이번 실험은 빛의 간섭 현상과 회절 현상에 대해 알아보는 실험이었다. 빛이 서로 간섭을 하면서 스크린 상에 무늬를 만드는 것을 관찰할 수 있었고, 빛이 회절격자를 지나면서 회절하는 현상도 관찰할 수 있었다. 이번 실험에서 다양한 실험을 통해 빛의 파장을 구해보았는데, 각 실험에서 오차가 존재했다.첫 번째 단일슬릿 실험에서 오차가 발생다.

자연과학| 2015.09.30| 10페이지| 1,000원| 조회(881)

연세대, 빛, 회절, 간섭

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마이컬슨 간섭계

7. 마이컬슨 간섭계(결과 보고서)Result1) 녹색 광원1st2nd3rdm505050d0.0150 mm0.0142 mm0.0150 mmλ (result)600 nm568 nm600 nmλ (average)589 nmλ (reference)532 nmError10.7 %2) 적색 광원1st2nd3rdm505050d0.0170 mm0.0160 mm0.0165 mmλ (result)680 nm640 nm660 nmλ (average)660 nmλ (reference)650 nmError1.54 %2. Discussion이번 실험은 빛의 보강간섭과 상쇄간섭 현상으로 인해 생긴 간섭무늬를 이용하여 광원의 파장을 알아보는 실험이었다. 밝은 무늬가 지나간 개수를 m이라 하고, 거울이 움직인 거리를 d라고 할 때 λ={2d} over {m}을 이용하여 광원의 파장을 알 수 있었다. 이번 실험에서는 이런 계산 과정을 통해 녹색 광원(λ=532nm)의 파장은 589nm로 측정되었고, 적색 광원(λ=650nm)의 파장은 660nm로 측정되었다. 또한 오차는 각각 10.7%, 1.54%로 녹색 광원의 오차가 적색 광원에 비해 상대적으로 더 컸다. 오차가 발생한 원인은 다음과 같다. 첫 번째로, 마이크로미터의 눈금이 부정확했다. 50개의 무늬가 스크린 상의 한 점을 지날 때까지 마이크로미터를 천천히 돌렸는데, 슬리브와 심블의 눈금이 딱 맞아 떨어지지 않아 정확한 이동거리 d를 측정하는데 어려웠다. 이번 실험에서 λ가 크게 측정되었으므로, d가 더 크게 측정되었던 것으로 생각된다. 두 번째로, 스크린에 비추어진 빛의 밝기가 매우 밝아 밝은 무늬가 지나간 개수 m을 셀 때 오차가 발생했을 수 있다. 이번 실험에서 λ가 크게 측정되었으므로, m을 실제보다 덜 세었을 가능성이 있다.3. Conclusion이번 실험은 마이컬슨 간섭계를 통해 빛의 보강간섭, 상쇄간섭 현상을 이용하여 레이저 광원의 파장을 측정할 수 있었다. 이번 실험을 통해, 마이컬슨 간섭계를 통해 하나의 광원으로부터 동일한 파장을 갖는 두 개의 빛을 얻을 수 있다는 것이 흥미로웠고, 간섭현상으로부터 λ={2d} over {m} 식을 이용하여 파장을 구할 수 있다는 사실을 알았다. 하지만, 볼록렌즈, 거울, 빔분할기의 위치를 정확히 맞추기 어려워서 동심원 형태의 간섭무늬를 관찰하기는 힘들었다. 이번 실험에서 발생한 오차의 원인들을 줄여나가면 더 이론적인 결과를 얻을 수 있었을 것이다.

자연과학| 2015.09.30| 3페이지| 1,500원| 조회(396)

연세대, 빛, 마이컬슨 간섭계

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직류회로 및 교류회로

6. 직류 회로 및 교류 회로(결과 보고서)1) C= 330 μF, R= 100 Ω (맨 위 왼쪽으로부터 시계방향으로 v _{o} ,`v _{c} ,`v _{R} ,`v _{c} +v _{R}이다)(1) RC회로에 흐르는 전류충전방전v _{R} or i축전기가 충전이 될 때, 도선에 흐르는 전류는 축전기가 완전히 다 충전될 때까지 감소하게 된다. 이는 위 그래프 중 왼쪽 그래프에서 전류가 감소하는 구간에 해당한다. 이론의 그림2도 마찬가지로 충전이 되는 동안 위 그래프 모양대로 i=I _{0} e ^{-t/RC}에 따라 전류가 감소함을 알 수 있다.축전기가 방전될 때, 도선에는 충전될 때와 반대 방향으로 전류가 흐르며 전류의 크기는 점점 작아진다. 이는 위 그래프 중 왼쪽 그래프에서 전류가 점점 증가하는 구간에 해당된다. 이론의 그림4도 마찬가지로 방전이 되는 동안 위 그래프 모양대로 i=-I _{0} e ^{-t/RC}에 따라 전류의 크기가 감소함을 알 수 있다.v _{c} or q축전기가 충전되는 동안, 축전기에는 전하가 쌓인다. 시간에 따라 축전기에 저장된 전하량 그래프는 위 그래프 중 오른쪽 그래프에서 전하량값이 점점 커지는 구간에 해당한다. 이론의 그림2도 마찬가지로 충전이 되는 동안 q=Q _{0} (1-e ^{-t/RC} )에 따라 충전이 됨을 알 수 있다.축전기가 방전되는 동안, 축전기에서 전하가 빠져나간다. 방전되는 동안의 시간에 따른 축전기의 전하량 그래프는 위 그래프 중 오른쪽 그래프에서 전하량이 점점 작아지는 구간에 해당한다. 이론의 그림 4도 마찬가지로 방전이 되는 동안 q=Q _{0} e ^{-t/RC}에 따라 방전이 됨을 알 수 있다.(2) 키르히호프의 전압 법칙t (ms)ε=V _{0} (V)v _{c} =q`/C (V)v _{R} =`i`R (V)ε-iR-q`/C538.8003.9862.8850.0941.007567.0003.9873.4900.0230.474852.0003.9863.9750.0010.010930.0003.9853.1.4180.038530.4003.9863.8180.1610.007689.6003.9863.981-0.0020.0071010.2000.0020.902-0.856-0.0441035.6000.0010.120-0.1230.004역시 마찬가지로 키르히호프의 전압법칙 (SIGMA`V`=0)을 만족한다.(3) 축전기의 전기용량chargingdischargingR100 Ω100 Ωt’(t’‘)6.8 ms6.6 msC (Result)98.1 μF95.2 μFC (Average)96.7 μFC (Marking)100 μFError (%)3.3 %330 μF 축전기와 100 μF 축전기 실험결과의 비교(Run #1이 330μF 축전기를 이용한 실험, Run #2가 110μF 축전기를 이용한 실험이다.)현상두 그래프를 비교하면 어떠한 현상이 관찰되는가?- 110μF의 축전기를 이용한 실험에서 330μF의 축전기를 이용한 실험에 비해 더 빨리 충전, 방전되는 것이 관찰되었다.2. 그래프의 차이가 나타내는 물리적인 의미는 무엇인가?충전 시 v _{c} =V _{0} (1-e ^{-t/RC} ), 방전 시 v _{c} =V _{0} e ^{-t/RC} 를 따르는데, 두 축전기 모두V _{0}=4V로 같기 때문에, 같은 v _{c}에 도달하는데 걸리는 시간은 RC의 크기와 관련이 있다. 식에 의하면 RC의 값이 클수록 같은 크기의 v _{c}에 도달하는데 더 오래 걸린다.3. 이 결과는 R-C 회로의 시간상수 τ=RC 가 의미하는 현상과 일치하는가?일치한다. 2번에서 보듯이 τ=RC가 클수록 충전과 방전되는 시간이 오래 걸리므로 τ를 충전 속도를 비교할 수 있는 기준으로 삼을 수 있다.토의 및 오차 분석RC회로 실험은 대체적으로 오차가 낮았다. 하지만 키르히호프의 전압법칙 만족 여부와 축전기의 전기용량을 계산해보았을 때 약간의 오차가 있었다. 이 오차의 원인은 다음과 같다고 생각한다. 첫 번째로, 도선 자체의 저항 때문에 전압의 손실이 일정부분 있었을 것으로 생각된다. 두 번째로, 시간0.0378A로 증가하는, 그림 6과 비슷한 결과를 얻었다.I _{0} → 0가 될 때 그림 6을 살펴보면, 그래프가 I`= {epsilon } over {R}에서 출발하여 I=0으로 수렴하는 아래로 볼록한 그래프가 그려지는데, 이번 실험결과도 전류가 I _{0}=0.0378A에서 0으로 감소하는, 그림 6과 비슷한 결과를 얻었다.(3) 키르히호프의 전압 법칙tε=V _{0}v _{L}v _{R} =`i`Rε-v _{L} -v _{R}0.400 ms2.5902.3880.1900.0122.800 ms3.9871.3922.5420.0535.400 ms1.398-1.0172.3840.0316.200 ms0.003-0.5830.5760.0109.000 ms0.002-0.0030.0050(4) 인덕터의 인덕턴스0 → V _{0}V _{0} → 0R100 Ω100 Ωt’(t’‘)0.350 ms0.350 msL (Result)53.2 mH53.2 mHL (Average)53.2 mHL (Marking)8.2 mHError (%)549 %* 정확한 인덕턴스를 구하기 위해 인덕터의 내부 저항을 고려한 식인 L = {(R+R _{L} )t'} over {ln2}를 이용하여 구하였다.2) L = 8.2mH, R = 33Ω인 경우(1) 인덕터(8.2mH)의 내부 저항그래프가 충분히 수렴한 뒤의 v _{L}= 0.563V, v _{R}= 3.403V이었고, 내부 저항 R=33Ω 이었다.{v _{R}} over {R} = {v _{L}} over {R _{L}}이므로, R _{L} = {v _{L}} over {v _{R}} TIMES`R = {0.563} over {3.403} TIMES `33`=5.46 OMEGA `이다.(2) R-L 회로에 흐르는 전류0 → I _{0}I _{0} → 0i0 → I _{0}가 될 때 그림 6을 살펴보면, 그래프가 0에서 출발하여 I`= {epsilon } over {R}에 수렴하는 위로 볼록한 그래프가 그려지는데, 이번 실험결과도 전류의 값이 0sult)15.5 mH15.0 mHL (Average)15.3 mHL (Marking)8.2 mHError (%)87 %3) L = 8.2mH, R = 10Ω인 경우(1) 인덕터(8.2mH)의 내부 저항그래프가 충분히 수렴한 뒤의 v _{L}= 1.360V, v _{R}= 2.573V이었고, 내부 저항 R=10Ω 이었다.{v _{R}} over {R} = {v _{L}} over {R _{L}}이므로, R _{L} = {v _{L}} over {v _{R}} TIMES`R = {1.360} over {2.573} TIMES `10`=5.29 OMEGA `이다.(2) R-L 회로에 흐르는 전류0 → I _{0}I _{0} → 0i0 → I _{0}가 될 때 그림 6을 살펴보면, 그래프가 0에서 출발하여 I`= {epsilon } over {R}에 수렴하는 위로 볼록한 그래프가 그려지는데, 이번 실험결과도 전류의 값이 0에서 I _{0}=0.0257A로 증가하는, 그림 6과 비슷한 결과를 얻었다.I _{0} → 0가 될 때 그림 6을 살펴보면, 그래프가 I`= {epsilon } over {R}에서 출발하여 I=0으로 수렴하는 아래로 볼록한 그래프가 그려지는데, 이번 실험결과도 전류가 I _{0}=0.0257A에서 0으로 감소하는, 그림 6과 비슷한 결과를 얻었다.(3) 키르히호프의 전압 법칙tε=V _{0}v _{L}v _{R} =`i`Rε-v _{L} -v _{R}0.400 ms2.5902.3880.1900.0122.800 ms3.9871.3922.5420.0535.400 ms1.398-1.0172.3840.0316.200 ms0.003-0.5830.5760.0109.000 ms0.002-0.0030.0050(4) 인덕터의 인덕턴스0 → V _{0}V _{0} → 0R10 Ω10 Ωt’(t’‘)0.500 ms0.500 msL (Result)110.3 mH110.3 mHL (Average)11.0 mHL (Marking)8.2 mHError (%)34 %오차의 984V이고, 주기가 전류 그래프와 같기 때문에 omega =0.020 pi 이다. 또한, 전압은 전류와 위상이 같으므로 φ=0이다. 따라서 v=4.984`cos`0.020 pi t이다.이는 그림 7에서도 알 수 있듯이 전류와 전압의 위상벡터가 동일하게 회전하며 항상 평행하다.i`=`I`cos omega t, v=V`cos( omega t+ phi )와 같이 나타낼 수 있다. 전류의 최댓값 I = 0.298A이고, 주기 T= {2 pi } over {omega }이므로, omega =2 pi TIMES`T`=0.020 pi 이다. 따라서 i=0.298`cos`0.020 pi `t로 나타낼 수 있다. 마찬가지로 전압의 최댓값 V = 4.980V이고, 주기가 전류 그래프와 같기 때문에 omega =0.020 pi 이다. 한편, 전압은 전류 사이에는 90°의 위상차가 발생한다. 전압의 최고점이 전류의 최고점보다 늦게 발생하므로 φ=-90°이다. 따라서 v=4.98`cos(`0.020 pi t- {pi } over {2} )=4.98sin0.020 pi t이다.그림 8에서도 마찬가지로 전류와 전압 사이에 90°의 위상차가 발생하며 전압의 최고점이 전류보다 늦게 나타남을 알 수 있다.실험 5에서도 i`=`I`cos omega t, v=V`cos( omega t+ phi )와 같이 나타낼 수 있다. 전류의 최댓값 I = 0.188A이고, 주기 T= {2 pi } over {omega }이므로, omega =2 pi TIMES `T`=0.040 pi 이다. 따라서 i=0.188`cos`0.040 pi `t로 나타낼 수 있다. 마찬가지로 전압의 최댓값 V = 4.932V이고, 주기가 전류 그래프와 같기 때문에 omega =0.040 pi 이다. 한편, 전압은 전류 사이에는 90°의 위상차가 발생한다. 이 실험에서는 실험4와 반대로 전압의 최고점이 전류의 최고점보다 빨리 발생하므로 φ=+90°이다. 따라서 v=4.932`cos(`0.040 pi t+ {pi } over {2}) f

자연과학| 2015.09.30| 16페이지| 1,000원| 조회(418)

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