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흑체 복사 강도 측정 일반물리 B실험실 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 목적 전기오븐을 사용하여 흑체를 가열하면 적외선이 방출된다.
이 때, 흑체의 온도와 복사 에너지 세기를 Stefan-Boltzmann 법칙으로 확인한다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 기구 Sensor-CASSY CASSY Lab 열복사 감지 센서 Ni-Cr-Ni 온도 센서 전기오븐 전원장치 CASSY 온도상자 CASSY 열복사 박스 스탠드 전기오븐(230 V, 220 W) 클램프 스크린 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 이론 ▪ 복사 모든 물질들에 열을 가하게 되면 온도가 상승하고 열을 전달 시키는데 이것은 전도, 대류, 복사의 3가지 방법으로 이루어진다. 복사의 간단한 예로 전기난로가 따뜻해지면 열판에서 내뿜는 복사열을 느낄 수 있다. 또한, 복사열(에너지)은 전자기파의 적외선 영역에 해당한다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 이론 ▪ 흑체란? 입사하는 모든 복사선을 흡수하는 물체. 즉, 흡수능이 1인 물체를 말한다.
현실적으로는 존재하지 않으나 이것에 가까운 것은 많다. Fig. 1. 요제프 슈테판 ( ). Fig. 2. 흑체 복사 그래프. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 이론 ▪ 흑체복사 이상적인 흑체가 방출하는 전자기복사.
즉, 주어진 온도에서 어떤 물체가 방출할 수 있는 복사에너지의 이론적인 최대값. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 이론 ▪ 생활 속 복사의 이용 온도를 가지는 모든 물체는 전자기파를 방출한다.
우리의 몸 또한 적외선 영역의 전자기파를 방출하는데, 주변에서 이를 응용한 사례들을 아주 흔히 볼 수 있다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 이론 ▪ Stefan-Boltzmann 법칙
“단위 표면적에서 방출하는 흑체의 복사에너지는 절대온도의 4제곱에 비례한다.” ▪ Stefan-Boltzmann 법칙 T4 M → 복사에너지 세기 = (슈테판-볼츠만 상수) X (절대온도)4 슈테판-볼츠만 상수 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 방법 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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CASSY-Lab 설정
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General Click!!
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COM1에서 CASSY 선택
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CASSY Click!! (1) (2) 온도설정 Click!!
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온도 설정 완료 전압설정 Click!!
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온도 설정 완료
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온도 설정 완료 -3 mV~3 mV 선택
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온도 설정 완료
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온도 설정 완료 전압 설정 완료
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온도 설정 완료 전압 설정 완료 측정시간 설정 (2000초)
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온도 설정 완료 전압 설정 완료 시간 설정 완료
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흑체의 온도와 복사 에너지의 세기를 전압으로 확인할 수 있다.
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시계모양의 버튼을 Click!! 또는 키보드의 F9를 누르면 측정이 시작됨
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실험 요약 실험 장비를 순서대로 설치한다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 요약 2. CASSY Lab 프로그램을 설정한다. 3. 실험 결과를 정리한다.
일반물리실험 (General Physics Experiment)
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실험 주의사항 전기오븐의 외벽 온도가 200oC 이상 올라가므로 화상에 주의한다.
실험 중 실험 테이블을 치거나 큰 진동이 나지 않게 한다. 온도센서가 흔들려서 측정 값이 불안정하게 나온다. 전기 오븐 내의 흑체가 떨어질 수 있으니 주의한다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
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