[자연과학]일반물리학 實驗(실험) - 빛의 역제곱 법칙
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작성일 22-11-05 06:21
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이는 쿨롱의 법칙은 물론이고 빛의 세기 등 3차원 공간으로 균등히 퍼져나가는 모든 경우의 자연현상에 걸맞는 법칙이라 할 수 있겠습니다. 구의 표면 면적은 우리가 경험적으로 암…(drop)
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다. 바로 구의 표면 면적을 구하는 수학적 방법 자체를 뉴턴이 개발해냈다는 사실입니다.
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[자연과학]일반물리학 實驗(실험) - 빛의 역제곱 법칙
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[자연과학]일반물리학 實驗(실험) - 빛의 역제곱 법칙
1. 實驗title proper(제목) : 빛의 역제곱 법칙
2. 實驗목적 : 광원에서 방출되는 빛의 밝기가 역제곱의 법칙을 따르는 것을 알아본다. “왜 역제곱 법칙인가”는 질문에 마주향하여 는 “단순히 3차원이니까”라고 답변한다면 크게 틀린 답변은 아니지만 만약 끈理論이 말하는 것과 같은 여분의 차원이 있다고 가정한다면 여분의 차원이 감겨있는 것으로 추정되는 매우 짧은 거리에서는 역세제곱 법칙이 성립하게 됩니다.
3. 實驗理論
①역제곱 법칙
우선 뉴턴의 중력법칙의 방정식과 쿨로의 법칙을 생각해봅시다.
놀랍게도 양쪽이 모두 단순히 에 반바례하는게 아니라, 구의 표면의 넓이 에 반비례한다는 사실을 알 수 있습니다.
반대로 더 적은 차원을 가정해 본다면 세상이 1차원이라면 아무리 멀리 있어도 힘이 줄어들지 않을 것이고 세상이 2차원이라면 힘은 거리에 반비례할 것입니다. 그래서 거리가 되면 1/의 비율로 힘이 줄어드는 것이고 거리가 가 되면 1/의 비율로 힘이 줄어듭니다.
다른 모든 가정을 접어두고 힘이 3차원상 모든 방향으로 균질하게 퍼져나간다 할 때 에너지는 보존되기 때문에 한 점에 닿는 힘의 양은 3차원의 경우 “1/3차원구 표면의 면적”의 비율로 줄어듭니다.
그런데 이 식들은 약식으로 줄여놓은 것입니다. 세상이 3차원이기 때문에 거리의 제곱에 반비례하는 것이죠. 그렇다면 뉴턴의 발견은 그다지 놀라운 것도 아니게 되지만 이러한 논리에는 간과한 사실이 있습니다. 그래서 3차원의 경우1/이 공통적으로 들어갑니다.
, 입니다.
실제로는 이렇게 표기해야 옳습니다.
즉, 측정(measurement)거리에 따라 측정(measurement)되는 빛의 세기가 거리의 제곱에 반비례함을 확인한다.
기본적으로 역제곱 법칙은 이렇게 간단한 가정만으로 유추해 볼 수 있습니다.
