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Intro ......

 

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Index & Contents

물리학실험 레포트 보고서 자료등록 지구 자기장 다운

 

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1. 이 실험의 목적은 무엇인가

 

Biot-Savart 법칙을 이해라고, 탄젠트 검류계 상수와 환원 계수를 결정하여 지구 자기장의 수평 성분을 구한다.

 

2. 측정치의 계산에 이용되는 관계식들을 기본 이론에서 찾아 각각의 물리적 의미를 설명하시오.

 

1)비오-사바의 법칙

 

자기장은 식 Fqv×B 에 의해 정의되지만 전류가 만드는 자기장을 계산하는 데에는 그 적용이 어렵다. 에르스텟의 발견이 파리에 전해진 한 달 후, 프랑스의 물리학자 비오와 사바는 전류가 생성해 내는 자기장에 대한 법칙을 세우게 되었다. 그림 15.2와 같이 도선을 따라 전류 I가 흐르고 있을 때, 위치 r에서의 자기장은

 

-(1)

 

에 의해 주어진다. 이를 비오-사바의 법칙이라 하며, 전류가 만드는 자기장을 계산해 내는 기본적인 도구 역할을 한다.

위 식에서 비례상수

-(2)

의 값을 가지며,

 

-(3)

 

는 진공의 투자율이라 한다. 벡터 dl은 도선벡터라 하며, 크기가 미소길이 dl이고 전류가 흐르는 쪽으로 그은 도선의 접선방향을 향하는 벡터로 정의된다.

 

2)지구자기장

 

1600년경의 영국 과학자였던 윌리암 길버트경을 구형으로 만든 자석의 성질을 연구한 결과 지구 전체가 하나의 거대한 자석이라는 생각을 하게 되었다. 그는 지구 내부에 긴 막대 모양의 거대한 자석이 남극과 북극을 연결하는 방향으로 놓여 있다고 믿었다. 지구의 자기적 적도 부근에서의 수평 방향의 자기장이 정도이고 북극과 남극에서의 자기장이 정도이므로 보통의 자석이 발생시키는 자기장의 세기를 고려할 때 지구 전체 부피의 0.01% 정도의 부분만이 이러한 자석으로 되어 있다고 하면 지구의 자기장의 세기와 방향을 설명할 수 있었던 것이다.

그러나 현재 지구의 내부는 대단히 높은 온도임이 알려져 있고 대개의 자석들은 이러한 높은 온도에서는 자석의 성질을 잃어버린다는 것이 알려져 있다. 이는 길버트의 생각이 타당성이 적다는 것을 뜻한다.

자석만이 아니라 전류에 의해서도 자기장이 발생된다는 사실은 지구의 자기장이 지구 내부 외각에 있는 유동적인 물질들의 운동 때문에 의해 형성되는 전류 때문일 것이라는 가설을 낳게 했다. 이 지구 내부의 운동은 지구의 자전과 연관성이 있다고 믿어지고 있다…(생략)

 

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