[물리학실험 레포트 보고서] 자기장과 자기력

1.이 실험의 목적은 무엇인가 자기장과 자기력의 기초 개념을 이해하여 솔레노이드의 자기장을 자기 저울을 이용하여 측정한다. 2.측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오. 1)자기력 자기장이 있는 공간에서 전하 q의 입자가 속도 v로 운동하고 있을 때, 그 입자는 자기장의 방향 및 그 입자의 속도에 수직인 방향으로 힘을 받게 되며, 힘의 크기는 전하속력자기장의 세기에 비례한다. 이 사실을 종합하여, 그 입자가 받는 힘을 F라 할 때, 공간에서의 자기장을 F qv×B -(1) 의 식으로 정의한다.(그림-1) 그림-1 그림-2 2)자기장 자기장은 식 (1)에 의해 정의되지만 전류가 만드는 자기장을 계산하는 데에는 그 적용이 어렵다. (그림-2)와 같이 도선을 따라 전류 I가 흐르고 있을 때, 위치 r에서의 자기장은 -(2) 에 의해 주어진다. 이를 비오-사바의 법칙이라 하며, 전류가 만드는 자기장을 계산해 내는 기본적인 도구 역할을 한다. 위 식에서 비례상수 -(3) 의 값을 가지며, -(4) 는 진공의 투자율이라 한다. 3)암페어의 법칙 전류분포 및 그에 의한 자기장이 공간적으로 어떠한 대칭성을 갖고 있을 때는, 비오-사바의 법칙에 의한 적분보다는, 암페어에 의해 제시된 간결한 방정식에 의해 쉽게 자기장을 계산할 수 있는 것이다. 무한도선전류에 의한 자기장은 -(5) 으로 주어지는데, 이를 도선 둘레로 선적분하면 -(6) 가 된다. 좌변의 적분에서 반지름 r의 원 대신에 임의의 폐곡선을 택하여도 우변의 결과는 변함이 없다. 즉, 위의 결과는 임의의 폐곡선에 대해 성립하는 것이다. 이를 일반화시켜 -(7) 로 나타낸 것을 암페어의 법칙이라 한다. 4)솔레노이드에 의한 자기장 (그림-3)과 같이 원통 모양의 틀에 도선을 감아 놓은 것…
(그림-3)과 …