전자기학 실험

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SE106 전자기학 실험
과목번호 SE106
학점/이론시수/실습시수 1/0/2
교과구분 공통필수
이학/공학
대분류 기초과학
소분류 물리
최초개설연도 2014
교수자 박기성, 조희승, 남백일
개설학년 1
개설학기 2
교재

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선수과목

개요

전자기학 실험전자기학 교과와 병행하여 수강하면 가장 좋습니다. 이론으로 배운 전기장, 자기장의 개념을 가지고 실제 전자기 현상을 설명해보는 연습을 하는 교과입니다. 기본적인 회로 실험, 로렌츠 힘, 광학 실험등을 행한 후, 본인이 원하는 주제로 창의실험을 하게됩니다.

이 실험과목을 통해 전자회로의 기본도 다질 수 있습니다. 휘트스톤 브릿지, RLC회로 등의 실험 모듈을 통해 기본적인 수동소자들의 작동방식을 배우게 됩니다.

실재하지만 눈에 보이지 않는 전기장과 자기장을 상상하는 훈련을 이 실험들을 통해서 하게 됩니다. 그리고 전기장과 자기장의 요동인 전자기파, 그 중에서 우리 눈에 보이는 빛을 가지고 흥미로운 실험을 하게 됩니다. 바로 빛은 횡파로서 편광면을 가진다는 것, 그리고 그 편광방향에 따라 매질 경계면에서의 반사계수가 큰 폭으로 바뀐다는 것을 브루스터 각 실험을 통해 익히고, 또한 빛은 매우 파장이 짧은 파동으로서 작은 폭의 슬릿을 통해 회절무늬를 만들 수 있다는 것을 영의 이중슬릿 실험을 통해 익힙니다.

주차별계획

주차 실험제목 설명
1주 Orientation 실험실 안전유의사항과 한학기 계획, 채점기준 등을 설명하고 기본적인 멀티미터 사용법을 익힌다.
2주 등전위선 공간에 분포하는 전기장과 그에 수직인 등전위선을 상상하여 보고, 실제로 수조안에서 전위가 같은 점을 이어 등전위선의 모양을 얻는다.
3주 옴의 법칙과 직류 RC회로
4주 보충실험 / 토론
5주 솔레노이드의 자기장 / 변압기
6주 전류천칭
7주 보충실험 / 토론
8주 중간고사기간
9주 교류 RLC회로 저항, 유도기, 축전기로 이루어진 직렬회로를 교류전압으로 구동하였을 때 각 소자에 걸리는 전압이 입력전압에 비해 어떤 진폭-위상 관계를 지니는지 관찰한다. 이를 통해 위상자(phasor)와 임피던스(impedence)의 개념을 익히고 주파수 변화에 따른 공명현상을 심도있게 이해한다.
10주 브루스터 각 / 영의 이중슬릿 브루스터(Brewster)각은 특정매질의 반사율이 0이 되는 입사각을 말하고, 이 현상은 TM파에서만 발생하게 됨을 실험과 이론을 통해 이해한다. 또한 영(Young)의 이중슬릿 실험에서는 이중슬릿을 통과한 빛의 간섭무늬의 형태를 관찰하고 그것이 슬릿의 투과율 함수의 푸리에변환과 어떤 관계에 있는지 논하여본다.
11주 보충실험 / 토론
12주 창의실험 준비
13주 창의실험 I
14주 창의실험 II
15주 창의실험 발표
16주 기말고사 기간

평가방법

출석및 태도 20%, 퀴즈 10%, 결과보고서 50%, 창의실험 10%, 연구노트 10%

기타정보

창의실험

전자기학 창의실험 기본준비물
창의실험 수행중인 학생들

창의실험에는 실험의 마지막 3개 주가 할당되며, 학생들이 제안한 아이디어로 2주간 실험한 후 마지막주에 발표를 하게 된다. 큰 주제는 매년 바뀔 수 있으나, 전자기학의 원리와 관련된 실험이어야 한다. 학생들의 실험 작품중 훌륭한 것은 특허출원의 기회를 주며 학교홍보에도 쓰일 수 있다. 단순한 실험일지라도 전자기학의 개념을 학습하는 데에 도움이 되며 흥미를 유발할 수 있는, 과학 대중화에 기여할 수 있는 작품들을 높이 평가한다.