[물리학실험 레포트 보고서] 실험 예비 - 영구 자석의 자기장

실험 08. 영구 자석의 자기장
실험 목표
작은 자석의 자기장을 측정하기 위해서 자기장 센서를 사용하시오.
자기장의 거리 의존성을 자기 쌍극자의 거리 의존성과 비교하시오.
자석의 자기 능률을 측정하시오.
실험 기구
기본 설정: 컴퓨터, LabPro(인터페이스), LoggerPro(프로그램)
센 서: 자기장 센서
기타 기구: 영구 자석, 자, 테이프
실험 원리
막대자석은 북과 남극 두 개의 극이 있다. 이러한 자석을 쌍극이라고 불리 운다.
쌍극 자기장은 막대자석으로 국한되지 않는다. 고리에서 전류가 흐르는 동안 이런 일반적인 자기장의 모양이 생긴다. 그 축을 따라서 측정된 이상적인 쌍극자의 자기장 B는 B=이다. 여기서 는 자기능률 이다. 이 실험에서 우리는 작고, 강력한 자석의 자성이 자석의 축을 따라 측정되는 거리에 따라서 어떻게 변하는 지에 대해서 실험하게 될 것이다. 자기장 센서는 자기장의 세기를 측정하는데 사용하게 될 것이다. 실험 자료와 이상적인 쌍극자의 자기장을 비교함으로써, 우리는 자석이 쌍극자와 매우 비슷하게 행동을 하는지에 대해서 볼 수 있다. 또한 자기 능률 도 측정 할 수 있다.
실험 방법

1. 막대 자를 테이블에 놓고, 자기장 센서를 편한 위치에 고정시킨다. 깨끗한 플라스틱 막대를 막대 자에 수직으로 놓아야 한다. 센서 안의 하얀 점이 막대 자를 따라서 거리가 증가하는 방향을 향하도록 놓아야한다. 막대 자에 센서의 위치를 주의 깊게 측정하시오. 이것은 모든 거리 측정에 대한 원점이 될 것입니다.

2. 자석의 중심을 편한 방법으로 측정하고, 작은 자석을 쉽게 다루기 위해서 카드를 사이에 두고 두 개의 자석을 붙인다. 한 쪽 구석의 두 모서리에서 약 0.5cm 정도 때어서 붙인다. 자석은 카드에 붙어 있게 된다. 카드 자체는 두 개의 자석의 중심을 나타내는 표시가 된다.

3. Vernier 자기장 센서 LabPro에 연결하시오. 센서의 스위치를 Low에 놓으시오.

4. 실험 폴더에서 “영구자석 실험 파일을 열고, 메뉴에서 Save As 선택해서 분반과 조가 표시되는 파일명으로 저장하시오. (예,”영구자석00반00조“) 화면에 하나의 그래프가 나타날 것이다. 그래프의 수직 축은 0에서 6mT 까지 눈금이 매겨진 자기장이다. 수평축은 0에서 0.10m 까지 눈금이 매겨진 거리이다. 측정창은 자기장을 mT단위로 나타낸다.

5. 지구 자기장과 어떤 부분적인 자성의 효과를 제거하기 위해서 자석을 센서에서 멀리한 후에 센서를 영점 조절 한다. 센서는 이 위치에서만 0이 될 것이다. 다음 단계에서는 센서를 움직이는 것 대신에 자석을 움직이게 될 것이다.

…

6. 이제 거리의 함수로 자기장 데이트를 모을 준비가 됐다.

7. 다음 10개의 점을 위해서