[물리학실험 레포트 보고서] 예비보고서8-영구자석의 자기장

`예비보고서`
일반 물리학 및 실험 2
`영구자석의 자기장`
영구자석의 자기장
막대자석은 북(N)과 남(S)극 두 개의 극을 가지고 있다. 이것은 두 극을 가지고 있기 때문에 그러한 자석을 쌍극(dipole)이라고 부른다. 그리고, 일반적으로 북(North)와 남(South)라고 표기된다. 자석을 두 개로 자르더라도 두 개의 독립적인 극이 생기지 않는다. 각각의 조각은 여전히 두 극을 가지고 있다. 비슷하게 두 개의 자석은 함께 놓으면, 여전히 두 개의 극 밖에 생기지 않는다. 우리가 알고 있는 한은 자기홀극(magnetic monopole)이 존재하지 않기 때문에, 쌍극은 가장 간단한 자기장의 원천이다.
쌍극 자기장은 막대자석으로 국한되지 않는다. 고려해서 전류가 흐르는 도안 이런 일반적인 자기장의 모양이 생긴다.
그 축을 따라서 측정된 이상적인 쌍극자의 자기장 Baxis(tesla의 단위로 측정된)는
Baxis=u0/4п X 2u/d3
이다. 여기에서 u0 투자상수(permeability constant : 4п X 10-7 Tm/A)이고, d는 쌍극자의
중심에서부터의 거리(m)이고, u는 자기능률(magnetic moment)이다. 자기능률 u는 전기 전하가 전기장…(생략)

1. 막대 자를 테이블에 놓고, 자기장 센서를 편한 위치에 고정시킨다. 깨끗한 플라스틱 막대 (센서)를 막대 자에 수직으로 놓아야 한다. 센서 안의 하얀 점이 막대 자를 따라서 거리가 증가하는 방향을 향하도록 놓아야한다. 막대 자에 센서의 위치를 주의 깊게 측정 하시오. 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 떼어서 붙인 다. 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 수직축은 0에서 6mT 까지 눈금이 매겨진 자기장이다. 수평 축은 0에서 0.10m 까지 눈금이 매겨진 거리이다. 측정 창(meter window)은 자기장을 mT의 단위로 나타낸다.

5. 지구 자기장과 어떤 부분적인 자성의 효과를 제거하기 위해서 자석을 센서에서 멀리한 후에 센서를 영점 조절한다. 센서는 이 위치에서만 0이 될 것이다. 다음