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- 지도교수 : 김상년 (검색결과 32 건)
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우주선 뮤온 플럭스의 Forbush Decrease 관측을 통한 대규모 태양 활동 지상 감시
김동우 한국교원대학교 대학원 2013 국내석사
2012년 5월부터 6개월 동안 동시계수법으로 뮤온 플럭스를 측정한 KNUE 뮤온 검출기는 북위 36도 36.36초, 동경 127도 21.49초, 해발 67 m에 위치해 있다. 플라스틱 섬광 검출기는 0.3 m × 0.3 m × 0.01 m와 0.3 m × 0.15 m × 0.01 m의 두 가지를 이용하였다. ACE 및 GOES 위성 측정 자료를 이용하여 뮤온 플럭스의 변화에 영향을 주는 태양 우주선의 영향을 조사하였다. 측정된 KNUE 뮤온플럭스 변화를 Moscow 중성자 플럭스 자료와 비교하여 Forbush 효과 후보 사건을 1회 발견할 수 있었다. 2012년 9월 6일 KNUE 뮤온 플럭스 변동율이 4 %인 사건은 Forbush 효과와 관련이 있을 것으로 추정된다.
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Young의 이중슬릿 간섭계에서 단일광자에 의한 양자 간섭무늬의 측정
이은지 한국교원대학교 교육대학원 2014 국내석사
이 연구에서는 단일광자를 이용하여 빛의 입자-파동 이중성을 이해할 수 있는 학부 수준의 양자물리학 탐구실험을 제시하였다. 1 m 크기 이하의 암흑 상자 안에 10 m 이상의 간격을 두고 광자가 입사되는 단일광자 상태를 만들기 위하여 출력 1 mW 이하, 532 nm 파장을 갖는 레이저 빛을 ND필터를 사용하여 감쇠시켰다. 그리고 빛의 진행 경로를 둘로 나누고 두 경로에서 33 ns 이내에 동시 신호가 검출되지 않음을 확인함으로써 단일광자 상태를 검증하였다. 단일광자 상태에서 이중슬릿 실험을 실시하여 양자 간섭무늬 영상 측정 자료를 획득하였으며, 간섭에 관한 이론식과 측정 결과의 적합 결과 수정결정계수 이 0.68 이상의 일치도를 보였으므로 다수의 광자들의 간섭을 확인하였다. 또한 실험적으로 결정된 레이저의 출력을 이용하여 이중슬릿을 통과하는 광자의 개수를 계산하고, 측정된 광자의 개수와 일치하는지 확인함으로써 감쇠된 빛의 입자성을 검증하였다.
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우주선 뮤온에 의해 발생된 체렌코프 복사광의 속력 측정
배미경 한국교원대학교 대학원 2012 국내석사
우주선 뮤온이 물과 PMMA 계열의 아크릴을 통과하면서 발생된 체렌코프 복사 신호의 속력을 측정하기 위하여 두 가지 종류의 간단한 체렌코프 검출기를 만들었다. 20 cm 직경과 200 cm 길이이 물로 채운 원통형 아크릴 관으로 구성된 검출기와, 10 cm 직경과 100 cm 길이의 아크릴 봉으로 구성된 검출기이다. 체렌코프 복사의 전파 속력을 측정하기 위하여 잘 알려진 비행시간법을 이용하였다. HAMAMATSU R647 광전자증배관으로 구성된 플라스틱 섬광검출기는 이 실험의 동시 조건을 만족하는 입사 우주선 뮤온 신호의 검출 시각을 기록하기 위한 시작 검출기로 사용하였다. 1.6 ns의 상승 시간을 갖는 HAMAMATSU R7899 광전자증배관은 체렌코프 복사의 검출 시각을 기록하는 정지 검출기로 사용하였다. 체렌코프 복사의 비행 거리는 물 체렌코프 검출기의 경우 84, 117, 145, 170 및 200 cm로, 아크릴 체렌코프 검출기의 경우 30, 48, 68, 85 및 100 cm로 각각 변화시켜 측정하였다. 결과적으로 물과 아크릴에서 체렌코프 복사광의 속력은 각각 (2.17 ± 0.08) × 108 m/s와 (1.90 ± 0.08) × 108 m/s으로 만족스럽게 측정되었다.
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오디오 진공관과 슬라이드 프로젝터를 이용한 고등학교 광전효과 탐구활동의 개발
문송희 한국교원대 교육대학원 2012 국내석사
고등학교 물리 탐구활동에 사용할 목적으로 오디오 진공관 EL34와 3300 CT의 흑체복사를 방출하는 슬라이드 프로젝터를 이용하여 광전효과를 연구하였다. 슬라이드 프로젝터 복사의 각각의 성분 파장을 결정하기 위하여 복사의 분산 스펙트럼을 스테핑 모터가 장착된 이동 스테이지를 이용하여 파장 분해능 1 nm 이하로 스캔하였다. 전기회로의 극 미세 전류를 측정하기 위하여 분해능 10 fA의 Keithley 피코 암페어 전류계를 사용하였다. 결과적으로 플랑크 상수 h=(7.48±1.01)×10^34 J·s를 얻었다.
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플라스틱 광섬유를 전파하는 녹색 LED 광펄스의 속력 측정
박태환 한국교원대학교 교육대학원 2012 국내석사
이 연구에서는 학교 현장에서 활용할 수 있는 광섬유를 활용한 빛 속력 측정 장치를 개발하였다. 정밀한 시간 측정을 위해 PCI-6602 80MHz 카운터를 이용하였다. LED와 광다이오드를 광섬유에 연결하고 광섬유 매질을 통과하는 시간을 측정하였다. 컴퓨터로 데이터를 처리하기위해 LabVIEW S/W를 활용하여 프로그램을 만들었다. 결과적으로 녹색 LED 광펄스의 속력은 공기 중의 속력으로 = ( 3.001 ± 0.032 ) × 108 m/s를 얻었다.
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펠티어 냉각 소자와 공냉식 열펌프를 이용한 소형 안개상자 제작
편희철 한국교원대학교 교육대학원 2013 국내석사
고등학교 물리 탐구활동에 활용할 수 있는 펠티어 소자와 공냉식 열펌프를 이용한 소형 안개상자를 제작하였다. 온도 측정 회로를 제작하여 비적 발생 순간의 온도와 안개상자 하부의 온도 안정성을 확인하였다. 컴퓨터로 데이터를 처리하기위해 LabVIEW S/W를 활용하여 프로그램을 만들었다. 결과적으로 냉각장치 가동 후 3 분 이내에 비적이 관측되고, 하부의 온도가 25.0 ℃로 일정하게 계속 유지되는 안개상자를 제작하여 평균적으로 1 분당 50 개의 비적을 관측하였다. 관측된 비적을 통해 비적을 형성한 입자들의 전하량, 에너지 및 입자의 붕괴를 추정할 수 있었다.
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광 다이오드와 CCD 카메라를 이용한 이중슬릿 간섭무늬 측정
한향옥 한국교원대학교 대학원 2014 국내석사
이중슬릿 간섭무늬를 만들어 광다이오드와 CCD카메라를 이용해 간섭무늬를 측정하였다. 공간필터를 사용해 광원의 파면을 고르게 하고 거울을 이용하여 슬릿과 간섭무늬 상 사이의 거리를 조절하였다. 광다이오드는 스테핑 모터 스테이지에 장착하여 정밀하게 이동하도록 하였고, 스테이지 이동-측정이 순차적으로 이루어지도록 설정하였다. CCD카메라는 접사튜브를 사용하여 최소 촬영거리를 줄여 상을 확대하였다. 조리개는 F1.2로 고정하고 빛의 세기는 ND필터를 사용해 조절하였다. 광다이오드와 CCD카메라로 측정한 간섭무늬를 그래프로 표현한 후, 간섭무늬의 이론식으로 분석하여 슬릿의 폭과 간격을 얻었다. 슬릿의 폭과 간격 값을 이용해 슬릿과 간섭무늬 상 사이의 거리를 구하는 방식으로 간섭무늬의 적합성을 판단하였다. 광학실험세트에 포함된 슬릿 폭이 150 이고, 간격이 700 인 이중슬릿에 의한 간섭무늬를 측정하였을 때, 광다이오드 측정값으로 얻은 슬릿의 폭과 간격은 135 , 705 으로 슬릿-상 사이의 거리는 174 ± 3.5 cm로 6.2 %의 상대오차를 보였다. CCD카메라로 측정하여 얻은 슬릿의 폭과 간격은 130 , 715 으로 슬릿-상 사이의 거리는 170 ± 2.5 cm로 1.8 %의 상대오차를 보였다. 면도칼과 연필심으로 제작한 슬릿을 이용해 측정한 간섭무늬에서는 75 와 580 의 폭과 간격을 얻었고, 슬릿-상 사이의 거리는 170± 0.5 cm로 실측값 169.5 cm와 오차 범위 내에서 일치한 값을 얻었다.
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광전효과 실험을 위한 스테핑 모터 스테이지 제작과 플랑크 상수의 측정
박혜현 한국교원대학교 대학원 2013 국내석사
이 연구에서는 광전효과 측정을 위한 스테핑 모터 스테이지를 제작하여 플랑크 상수를 측정하였다. 300 W 광원을 프리즘과 볼록렌즈로 파장별로 분광시켜 이를 광전관에 입사시켰다. 광전관에 함수발생기와 피코암미터를 연결시켜 역전압과 전류를 측정하였다. 파장별 측정을 하기 위해 제작된 스테핑 모터 스테이지를 LabVIEW프로그램을 이용하여 사용자 인터페이스를 구성하였다. 광전관에 입사되는 5 종류의 진동수에 대한 저지전압과 광전류를 측정하였고 이를 바탕으로 플랑크 상수를 구했다.
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플랑크 흑체복사공식을 이용한 광원의 온도 측정 탐구활동의 개발
이미섭 한국교원대학교 교육대학원 2013 국내석사
고등학교 물리의 흑체복사 탐구활동에 사용할 목적으로 2 W pilot lamp에 인가전압을 높여가며 방출하는 파장별 빛의 세기를 측정하였다. 전압이 증가할수록 2 W pilot lamp의 온도가 증가하여 피크 파장이 감소함을 확인하였다. 2 W pilot lamp에서 방출되는 복사의 분산 스펙트럼을 스테핑 모터를 이용하여 파장 분해능 10 nm 로 스캔하였다. 전기회로의 미세 전류를 측정하기 위해 분해능 10 fA의 Keithley 피코 암페어 전류계를 사용하였다. 결과적으로 플랑크상수 J·s를 얻었다.
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Mach-Zehnder 간섭계에서 편광판을 이용한 단일광자의 경로확인과 양자간섭무늬 상실-회복의 상관성 측정
김도혁 한국교원대학교 교육대학원 2014 국내석사
단일 광자들의 간섭 무늬를 관측하기 위해 KNUE Mach-Zehnder 간섭계를 만들었다. 간섭계 내에서 단일광자 상태를 만들기 위해 중성밀도(ND ; neutral density) 필터를 사용하여 레이저를 감쇠시켰고, 시간 측정장비를 사용하여 단일광자 상태를 확인하였다. 편광판의 각도를 조정하여 광자의 경로를 확인하였으며, CCD 카메라를 사용하여 간섭무늬를 촬영하였다. 아울러 스테핑 모터를 사용하여 간섭계에서 PMT에 들어오는 광자의 개수를 계수 하였으며 이를 그래프로 변환하여 나타내었다. 결과적으로 편광판으로 광자의 경로를 알 수 없을 때는 간섭무늬가 나타났으나, 편광판의 각도를 조정하여 광자의 경로를 확인하였을 때는 간섭무늬가 나타나지 않음을 확인할 수 있었다.
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