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물리학 실험 - Faraday의 얼음통 실험
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제목: Faraday의 얼음통 실험
목적: 마찰에 의하여 유도된 정전기의 양과 극성을 Faraday 얼음통(Ice pail)을 사용하여 측정한다. 이로부터 마찰전기의 특성을 이해한다. 도체들의 전위와 배치에 따라 도체 표면에 분포하는 표면전하의 밀도를 Faraday 얼음통으로 측정하여 정전기유도 현상을 이해한다.
원리:
접촉에 의한 대전: 거울 앞에서 머리를 빗을 때 방전소리를 들을 수 있다. 또한 어두운 방에서는 이런 현상을 눈으로 볼 수 도 있다. 양탄자 위를 걸은 후에 문의 손잡이를 잡으려고 할 때도 정전기가 일어나서 손에 순간적으로 전기 충격이 오는 것을 느낄 수 있다. 이런 현상은 다른 물질들이 서로 접촉하여 전자가 이동하기 때문이다. 이것을 접촉에 의한 대전이라고 한다. 두 물체를 마찰 시키면 한쪽 물체는 (+)전기를 띠게 되고 다른 쪽은 (-)전기를 띠게 된다. 하지만 마찰시키는 물체에 따라서 대전되는 전하가 상대적으로 결정된다. 이것을 대전열 이라고 한다. 예를 들어 유리와 털가죽을 문지르면 털까죽은 (+)로 유리는 (-)로 대전된다.
유도에 의한 대전: 대전된 막대를 도체 표면에 가까이 가져가면 도체에 접촉시키지 않고도 도체내의 전자를 이동 시킬 수 있다. 이것을 유도에 의한 대전이라고 한다. 번개가 칠 때도 유도에 의한 대전이 일어난다. 아래 그림처럼 음으로 대전된 구름 밑바닥이 지구의 표면을 양으로 대전시킨다. 벤자민 프랭클린이 연을 이용한 번개실험은 매우 유명하다. 번개는 구름과 반대로 대전된 땅 또는 서로 다르게 대전된 구름 사이의 방전이다.
대전열: 대전열이란 물체를 상호 접촉 , 대전시켜 대전하기 쉬운 물체에서 대전되기 쉬운 물체까지 일렬로 세운 순서를 말한다. 일반적으로 발생양은 접촉하는 두 개의 물체가 대전열에서 떨어져 있으면 떨어져 있을수록 전하의 극성은 대전열 속에서 상대 위치에 따라 결정된다.
실험방법
실험1.유도된 전하와 접촉에 의하여 생성된 전하
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2015.02.26
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