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물리학 역사2024.09.121. 자기공명영상의 기초 물리학 1.1. 자기공명영상의 역사 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI)은 강력한 자기장과 전자기파를 이용하여 인체 내부의 영상을 제작하는 의료기기이다. MRI는 1895년 뢴트겐이 X-선을 발견한 이래 CT(Computed Tomography)와 더불어 의학 영상 기술의 새로운 신기원을 열었다. 1946년 퍼셀(Purcell)과 블로흐(Bloch)에 의해 NMR(Nuclear Magnetic Resonance) 현상이 발견되었다. 이는 원자핵이 외부 자기장에 놓이면 특...2024.09.12
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스마트사회와 전자파환경2024.09.181. 지자기의 이해 1.1. 지자기의 정의와 특성 지자기는 지구 중심에 약 8 × 10^22 J/T의 자기 쌍극자가 있을 때 생기는 자기장에 해당한다. 자침이 남북을 가리키는 것은 지구가 하나의 거대한 자석이기 때문이므로 지구의 내부 및 주위에는 자력선이 통하고 그곳에는 자기장이 존재한다. 이 지자기의 원인은 아직 분명하게 밝혀지지는 않았지만, 지구의 자전과 지구핵 내의 대류를 바탕으로 하는 발전 작용으로 하여 흐르는 전류가 만드는 자장이 지자기가 된다고 하는 다이나모 이론이 유력하다. 지자기의 크기나 방향은 장소에 달렸지만, 최...2024.09.18
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앙페르의 법칙2024.09.181. 앙페르의 법칙 1.1. 목적 이 실험의 목적은 전류가 흐르는 도선 주위의 자기장의 분포를 관측하고 전류에 따른 자기장의 세기를 S-CA 장비로 측정하는 것이다. 직선 도선, 원형 도선, 솔레노이드 코일에 전류를 흘려 각각의 자기장을 관측하고 측정하여 이론값과 비교함으로써 앙페르의 법칙을 확인하고자 한다. 1.2. 실험 원리 1.2.1. 직선 도선에서의 자기장 직선 도선에서의 자기장은 전류가 흐르는 직선 도선 주변에 생성되는 자기장을 의미한다. 직선 도선 주위의 자기장 분포는 도선이 대칭적이므로 자기력선은 도선을 중심으로 하...2024.09.18
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전자기유도 지구자기장2024.09.241. 지구 자기장 측정 1.1. 개요 본 연구에서는 지구 자기장의 크기와 복각을 코일의 회전을 통해 측정하고자 한다. 유도 기전력의 크기를 측정함으로써 세 가지 수직한 축에 대해 지구 자기장의 세기를 알아내고, 수평자기력과 수직자기력의 비율을 이용하여 복각을 계산할 것이다. 이를 통해 실제 지구 자기장과의 차이를 파악하고자 한다. 실험에 사용되는 주요 장비로는 코일, 모터, 제어기, 데이터 분석 프로그램, 인터페이스, PC, 전압 측정 센서 등이 있다. 실험 과정에서 발생할 수 있는 오차 요인들을 분석하고 이를 개선하기 위한 방안...2024.09.24
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초전도체2024.09.271. 초전도체와 고온 초전도체 1.1. 초전도의 정의 초전도는 물질을 절대온도에 가까운 낮은 온도로 냉각할 때 전기저항이 0이 되는 현상을 말한다. 초전도체는 이러한 현상을 보이는 금속 또는 금속화합물을 가리키며, 이를 초전도 재료라고도 부른다. 초전도 상태에서는 전기 저항이 없어 전기 무저항, 무손실, 초고속 등의 특성이 나타나며, 이를 다양한 분야에 응용할 수 있어 지속적인 연구와 발전이 이루어지고 있다. 1.2. 초전도의 특성 1.2.1. 전기저항 감소 초전도체의 가장 대표적인 특성 중 하나는 전기저항이 0이 된다는 것이다...2024.09.27
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금오공대 패러데이2024.09.261. 패러데이 법칙 실험 1.1. 실험 목적 자기장 안에서 회전하는 코일을 통하여 전자기 유도현상을 확인하고, 이때 발생하는 전위차를 측정하여 패러데이의 유도법칙을 정량적으로 이해하는 것이 이번 실험의 목적이다. 1.2. 이론적 배경 1.2.1. 패러데이의 유도법칙 패러데이의 유도법칙은 회로 내의 유도기전력(induced electromotive force)이 그 회로를 통과하는 자기선속(magnetic flux)의 변화율과 같다는 것이다. 방정식의 형태로는 ε=-dΦ/dt가 되고, 여기서 음의 부호는 유도기전력의 방향이 자기선...2024.09.26
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물리 홀효과2024.09.211. 홀 효과(Hall Effect) 1.1. 실험 목적 이 실험의 목적은 홀 효과의 원리를 이해하고 홀 효과의 중요한 특성인 이동도, 운반자 type, 운반자 농도를 분석하는 것이다. 홀 효과 측정을 통해 전류를 이루는 주 전하의 부호를 결정하고, 홀 계수 값으로부터 전하 운반자의 농도를 얻으며, 비저항과 홀 계수로부터 이동도를 계산할 수 있다. 또한 반도체에서의 전자와 정공의 행로를 파악할 수 있고, 자기장의 크기와 방향을 알아내는데 유용하게 사용된다. 1.2. 실험 이론 및 원리 1.2.1. 실험 개요 반도체에서 주로 사용...2024.09.21
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솔레노이드 안에서의 자기장2024.10.021. 실험 목적 1.1. 솔레노이드의 전류와 자기장사이의 관계 확인 솔레노이드의 전류와 자기장사이의 관계는 다음과 같다. 솔레노이드에 전류가 흐르면 솔레노이드 내부에 자기장이 형성된다. 이때 솔레노이드 내부의 자기장의 세기 B는 솔레노이드에 흐르는 전류 I와 단위 길이당 감긴 도선 수 n에 비례한다. 이를 수식으로 나타내면 B = μ₀nI이다. 여기서 μ₀는 진공 중의 투자율로 4π×10⁻⁷ H/m의 값을 가진다. 이는 실험을 통해 확인할 수 있는데, 실험에서는 솔레노이드에 흐르는 전류를 변화시키면서 솔레노이드 중심에서의 ...2024.10.02
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em측정실험2024.10.021. e/m 측정 실험 1.1. 실험목적 Helmholtz coil을 이용하여 생성시킨 자기장 하에서 전자의 운동을 관측하여 자기장이 운동하는 하전입자에 미치는 힘을 이해하고, 자연계의 중요한 상수값의 하나인 전자의 전하량과 질량의 비를 측정하는 것이 이번 실험의 목적이다. 전자가 균일한 자기장 B 하에서 운동할 때 받게 되는 로렌츠 힘에 의해 전자는 원운동을 하게 된다. 이를 이용하여 전자의 질량과 전하량의 비인 e/m 값을 실험적으로 측정할 수 있다. 따라서 이번 실험을 통해 전자가 자기장 속에서 받는 힘의 특성을 이해...2024.10.02
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도선 주위의 자기장 측정2024.09.251. 실험 개요 1.1. 실험 제목 실험 제목은 "전류가 흐르는 도선 주위의 자기장 측정"이다. 1.2. 실험 목적 교류 전류에 의해 1차 코일에 형성된 자기장의 변화에 따라 2차 코일에 유도되는 유도기전력을 측정하는 것이 이 실험의 목적이다. 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때, 발생하는 자기장의 세기를 측정하여 이론적인 자기장 분포 곡선과 일치하는가를 알아보고 앙페르의 법칙 및 비오-사바르의 법칙이 성립하는지를 확인하는 것이 목적이다. 또한 전류가 흐르는 솔레노이드 코일에 발생하는 자기장의 세기를 측정하여 공기의 투자율 값을...2024.09.25
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