[자연과학] 대학물리實驗 - 컴퓨터를 사용한 측정, 온도의 변화
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작성일 19-06-19 17:54
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실험결과/물리
[자연과학] 대학물리實驗 - 컴퓨터를 사용한 측정, 온도의 변화
대학물리실험 - 컴퓨터를 사용한 측정(測定) , 온도의 change(변화)
▣ 목적
컴퓨터를 사용하여 온도를 시간의 함수로 측정(測定) 하고 측정(測定) 방법과 데이터 및 그래프의 처리방법을 연습한다. 서로 다른 상황에서 온도를 측정(測定) 할 때 온도계 또는 온도 센서가 평형 온도에 도달하는 시간을 비교한다. 시간에 따른 원자핵수 의 change(변화)율은 최초량()에 비례 한다. 즉 최초 값의 약 37%로 change(변화)하는 시간의 의미를 갖는다.
▣ 원리
Science Workshop 750 interface의 기능과 application program인 DataStudio의 사용법을 익힌다.
물체의 냉각현상은 복잡한 현상이지만 이번 실험에서는 근사적으로 위의 식과 같이 표현된다고 가정한다. 반감기란 어떤 특정 방사성 핵종의 원자수가 방사성 붕괴에 의해서, 원래의 수의 반으로 줄어드는데 소요되는 시간을 말하는 관념으로서
로 기술되는데 이 식에서 를 반감기라고 부른다. 최초의 온도를 라 하고 최종의 평형온도를 , 임의의 시간에서의 온도를 로 표현하면 위 식은 다음과 같이 고쳐 쓸 수가 있다아
이와 같이 시간상수는 측정(測定) 기기들을 설계할 때 그 성능을 결정하는 중요한 변수가 된다
▣ ScienceWorkshop 750 Interface, DataStudio
ScienceWorks…(省略)
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[자연과학] 대학물리實驗 - 컴퓨터를 사용한 측정, 온도의 변화
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설명
다. 그러나 이 식은 미분 적분을 하기에는 불편한 식이므로 Exponential function을 사용하여 다음과 같이 기술하는 것이 더 편리하다. 따라서 이 되고 변수 분리에 의한 미분방정식을 풀게 되면 . 양변을 적분하면 . 여기서 Exponential function를 양변에 취해주면 가 된다 최초()의 량이 이므로 상수 는 가 되고 최종적인 결과는 )
여기서 란 시간상수로서 원래의 물리량에서 초기의 양이 이 되는 양을 가질 때의 시간이라는 의미를 갖는다.
(수학적으로 유도가 가능하다.
위의 도구와 사용법을 익힌 후 결과를 처리하는 과정에서의 理論(이론)인 반감기의 관념을 익힌다.
