[연세대학교 물리학과 물리학실험(B-1)] 8번 실험 결과레포트 (연세대학교 물리학과 전공필수 실험과목)

소개글

연세대학교 물리학과 전공필수 (3학년) 물리학실험(B-1) 결과레포트입니다.
전체 36명의 학생 중 4등의 성적을 받았고 최종 성적은 A0 나왔습니다.
이론, 실험 과정, 실험 결과 및 분석, 실험 데이터와 사진이 모두 포함되어 있습니다.
예비레포트 내용은 본 결과레포트에 모두 포함되어 있습니다.

목차

1. 실험 개요 및 이론적 배경
2. 실험 장비
3. 실험 과정
4. 실험 결과
5. 실험 결과 분석 및 오차 원인 분석
6. 결론 및 고찰
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 개요 및 이론적 배경
이 실험은 변압기의 내부, 혹은 강자성체에서 Magnetic field()의 증가와 감소에 따른 Magnetic flux density()의 변화에 대해 알아보는 실험이다. 강자성(Ferromagnetism)이란 External magnetic field가 존재하지 않더라도 스핀이 특정 방향으로 정렬된 성질을 뜻한다. 한 방향으로 정렬된 각 스핀의 집합을 Domain이라고 하고, 하나의 강자성체에는 여러 개의 Domain이 존재한다. External magnetic field가 존재할 때에는 그 Field의 방향으로 모든 Domain이 크기가 확대되거나 축소되며 정렬된다. 이 때 Magnetic field가 강할수록 확대되고 축소되는 정도가 더 크다. 그리고 Field를 제거하였을 때 강자성체 내부의 스핀은 정렬 상태를 유지하고 있다. 이번 Hysteresis는 Magnetic field의 세기를 조절하며 Magnetization의 변화를 측정하는 것이다.

<중 략>

6. 결론 및 고찰
이번 실험에서 우리는 강자성체에서의 External magnetic field에 따른 Magnetization을 알아보기 위해 강자성체에 흐르는 전류에 따른 자속의 변화를 측정하였다. Cassy Lab 2를 사용하여 데이터를 얻고 그래프를 그려본 결과 실험 개요 부분에 있는 실제 그래프와 유사한 모양으로 나타났음을 알 수 있다.
그래프들을 관찰해보면 처음에 원점으로부터 출발하여 최댓값 혹은 최솟값에 도달하고 난 이후부터는 코일에 흐르는 전류가 0이 되었을 때, 다르게 말하면 External magnetic field가 0이 되었을 때도 강자성체 내의 스핀들의 Magnetization이 사라지지 않고 유지됨을 알 수 있다. 최댓값, 최솟값 및 그래프의 전체 모양에 있어서 약간의 차이들은 있었지만, Aligned domain들을 통해 External magnetic field가 존재하였다가 사라져도 스핀이 특정 방향으로 정렬된 상태로 유지되는 강자성체의 성질을 확인할 수 있었다.

참고 자료

David K. Cheng, Field and Wave Electromagnetics: Pearson New International Edition, 2nd Edition (Pearson, Chevy Chase, 2014)
https://www.ld-didactic.de/en/products-solutions/data-logging-and-measuring-technology/ cassy-for-demonstration/power-cassy.html
http://www.nde-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/MagParticle/Physics/Hystere sisLoop.htm
http://mriquestions.com/what-is-ferromagnetism.html
https://www.ld-didactic.de/en/products-solutions/data-logging-and-measuring-technology/ cassy-for-demonstration/sensor-cassy-2.html
https://www.3bscientific.kr/u-core-d-1000976-u8497180-3b-scientific,p_1000_2022.html
https://www.leybold-shop.com/physics/physics-equipment/electricity-electronics/electroma gnetism-and-induction/demountable-transformer/u-core-with-yoke-iron-562115.html
8번 실험 Manual