e ț ½' [M Œ ˜ m÷ m Ç] M ö(MBL) ù p § X ì Ä “ Ó Þ” X ¢ Wien8 ý ì Å ü0 n ÉÈ k Ä ÷ m Ç] M öX ê sV 8 ý < gX c l

å

e ț ½' [M Œ ˜ m÷ m Ç] M ö(MBL) ù p § X ì Ä “ Ó Þ” X ¢ Wien8 ý
ì Å ü0 n ÉÈ k Ä ÷ m Ç] M öX ê sV 8 ý < gX c l

©

¼) ç ® £ · + ä M ® £ ^∗

/ B

N Å Ò@ /† < Ɠ § Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ õ , / B N Å Ò 314-701

T

M 4 w H

/ B

N Å Ò@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , / B N Å Ò 314-701

(2006¸   4 Z 4 4{ 9  ~ à Î6 £ §, þ j7 á x‘ : r 2006¸   10 Z 4 2{ 9  ~ à Î6 £ §)

Ó ü

t o “ §¹ ¢ ¤‰ & ³ © œ\ " f  Ö ¸6   x ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ MBL s  & h 6   x ) a Wien _    0 AZ O g Ë : z  ´+ « > © œu \  ¦ ] j Œ • % i  . s 



© œu   H MBL, < É Ê ^ ‰– Ð" f_  € 9  F ' pà Ô+ þ A Ñ þ ˜\ P „  ½ ¨, y n C`  ¦ ì  r í ß – l  0 Aô  Ç á Ôo 7 £ §, ì  r í ß –y Œ •`  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 A ô

 Ç  r„  ^ ‰, ì  r í ß –  ) a y n C_  y © œ• ¸\  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 Aô  Ç F  g  s š ¸× ¼ 1 p x Ü ¼– Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3  . ] j Œ •ô  Ç z  ´+ « > © œu – Ð € 9 



F ' pà Ô_  “ : r • ¸\     4 Ÿ ¤  | ¾ Ós  þ j@ / ÷ &  H   © œ`  ¦ ½ ¨ “ ¦, Õ ª   õ \  ¦ Wien _    0 AZ O g Ë :`  ¦ & h 6   x 

#

Œ ½ ¨ô  Ç s  : r ° ú כõ  q “ §½ + É M : 6 % s ? /_   © œ@ /š ¸ \  ¦ ° ú   H  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ .

PACS numbers: 01.40.Gm

Keywords: ( Ž É Ó' l ì ø Íz  ´+ « >, < É Ê ^ ‰4 Ÿ ¤  , Wien_    0 AZ O g Ë :, Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤

I. " e  ] Ø

þ

j   H \  ( Ž É Ó' \  ¦ Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ _  z  ´+ « > • ¸½ ¨– Ð  6   x ½ + É Ã

º e ”   H z  ´+ « > © œu _  > hµ 1 Ïs   Ö ¸ µ 1 Ï >  s À Ò# Qt “ ¦ e ” 



 [1]. Õ ª ×  æ \  
“   ( Ž É Ó' l ì ø Íz  ´+ « > (MBL:

Microcomputer-Based Laboratory) s  & h 6   x ) a z  ´+ « > © œu 



 H ( Ž É Ó' ü < z  ´+ « > © œu   s \  ¦ y Œ •7 á x y Œ ™t l (sensor)ü < ƒ  

 

 © œu (interface)– Ð ƒ     # Œ z  ´+ « > © œu – РÒ'  % 3 # Q”    

«

Ñ\  ¦ ( Ž É Ó' \  $  © œ “ ¦, $  © œ  ) a  « Ñ\  ¦ ³ ð
 Õ ªA á Ԗ Ð ì

 r$ 3  • ¸2 Ÿ ¤ ÷ &# Q e ”  . s  Qô  Ç z  ´+ « > © œu   H † < ÆÒ q t[ þ t \ >  Ó

ü

t o \  @ /ô  Ç < É ª p \  ¦ · ¡ ¤1 l sÖ  ¦ à º e ” Ü ¼ 9 † < Æ\ O \  @ /ô  Ç s K 

•

¸\  ¦ Z  }{ 9  à º e ”   H  © œ& h s  e ”  .

MBL`  ¦ & h 6   x ô  Ç z  ´+ « >“ É r s p  ´ ú §“ É r Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ ì  r  \ " f

 Ö

¸6   x ÷ &“ ¦ e ”  . % i † < Æ ì  r  \ " f  H Ó ü t ^ ‰_  5 Å q§ 4 8 £ ¤& ñ [2], 1 p x

5 Å q • ¸ î  r1 l x z  ´+ « > [3], ¾ »‡  î  r1 l x _  ] j2Z O g Ë : z  ´+ « > [4] 1 p x,

\ P

% i † < Æ ì  r  \ " f  H Ó ü t| 9 _  = å X  H& h , # Q  H& h  (0 l q  H& h ), q 

\ P

8 £ ¤& ñ [5] 1 p x, F  g † < Æ ì  r  \ " f  H Ñ þ ˜\ P „  ½ ¨_  r ç ß –\   



É r y n C_  [ jl     o_  8 £ ¤& ñ , ¡ ó „  ½ ¨_   o \    É r › ¸

•

¸    o 8 £ ¤& ñ , s ×  æ _ þ ta Å @\  _ ô  Ç ç ß –[ O Á º] (_  [ jl ì  r Ÿ í 8

£ ¤& ñ [6], é ß –{ 9 _ þ ta Å @õ  s ×  æ_ þ ta Å @\  _ ô  Ç  r] X  x 9  ç ß –[ O Á º] ( _

 y © œ• ¸8 £ ¤& ñ , é ß –{ 9 _ þ ta Å @_   r] X Á º] (\  ¦ s 6   x ô  Ç F  g " é ¶ _   



© œ8 £ ¤& ñ [7] 1 p x \ " f  Ö ¸6   x ÷ &“ ¦ e ”  . ¢ ¸ô  Ç „   l † < Æ ì  r  \ 

"

f  H f ” ‚  „  À Ó\  _ ô  Ç  l  © œ_  8 £ ¤& ñ , _ " t Y U” ¸s × ¼\  _ 

∗

E-mail: [email protected]

ô

 Ç  l  © œ_  8 £ ¤& ñ ,  © œ  ñÄ »• ¸z  ´+ « >, y © œ $ í ^ ‰_   l s § 4  /

B G‚   8 £ ¤& ñ [8], Ohm_  Z O g Ë :z  ´+ « >, Si  s š ¸× ¼ü < ° ú  “ É r # Œ



Q ì ø ͕ ¸^ ‰_  „  À Ó-„  · ú š : £ ¤$ í / B G‚   8 £ ¤& ñ , RC r– Ð_  r ç ß –



© œÃ º 8 £ ¤& ñ [9] 1 p x \ " f  Ö ¸6   x ÷ &“ ¦ e ”  . s ü < ° ú  s  l ‘ : r& h 

“

  Ó ü t o > h¥ Æ  ì  r  \ " f  H MBL`  ¦ & h 6   x ô  Ç z  ´+ « > © œu _  ƒ  

½

¨ü < > hµ 1 Ïs   Ö ¸ µ 1 Ïy  s À Ò# Qt “ ¦ e ”  .

s

\  q K  ‰ & ³@ /Ó ü t o  ì  r    H ' ‘ é ß –õ † < Æl Õ ü t õ  x 9 ] X ô  Ç Ó ü t o

כ ¹™ è[ þ t s  Ÿ í† < Ê÷ &# Q e ” 6 £ § \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ “ ¦1 p x † < Ɠ § Ó ü t o  õ

& ñ _  7 á x ì ø Í Ò\  1 p x  © œ  9 à º† < Æ0 p x§ 4 r + « >\ • ¸ Ø  ¦ ] j   _

 s À Ò# Qt t  · ú §  H    H s Ä »– Ð ™ èf . Ë s   À Ò# Qt “ ¦ e ” 



. z  ´& ñ s  s X O  ˜ Ðm  ‰ & ³@ /Ó ü t o  ì  r  \  ¦ “ §¹ ¢ ¤ ½ + É Ã º e ”   H z 

´+ « >• ¸½ ¨[ þ t s   _  > hµ 1 Ï÷ &# Q e ” t  · ú §Ü ¼ 9,  8¹ ¡ ¤ s  MBL

`

 ¦ & h 6   x ô  Ç z  ´+ « > © œu _  ƒ  ½ ¨ > hµ 1 ϓ É r  8¹ ¡ ¤ l @ / l  j Ë µ[ þ t



.

‰

&

³@ /Ó ü t o  ì  r   ×  æ \ " f• ¸ : £ ¤ y  < É Ê ^ ‰4 Ÿ ¤  ü < › ' aº   ) a ? / 6

 

x“ É r ‰ & ³@ /Ó ü t o † < Æ_  Ø  ¦ µ 1 Ï& h Ü ¼– Ð" f y n C_  € ª œ s  : r \  @ /ô  Ç

>

h¥ Æ s  • ¸{ 9  ) a ×  æ כ ¹ô  Ç é ß –" é ¶ Ü ¼– Ð Wien_    0 AZ O g Ë :, Y U{ 9  o

-”  Û ¼ (Rayleigh-Jeans) 4 Ÿ ¤  d ” , e  ¦ | ½ Óß ¼ (Planck) 4 Ÿ ¤   d ”

 1 p x _  / B Nd ” õ  Z O g Ë :[ þ t s  ƒ  › ' a ÷ &# Q e ”  . Õ ª Q
 s  Qô  Ç

×

 æ כ ¹$ í \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦  f ”  t  ² D G ? /\ " f < É Ê ^ ‰4 Ÿ ¤  ü < › ' a º

  # Œ Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ \   Ö ¸6   x ½ + É Ã º e ”   H z  ´+ « > © œu   H ¹ 1 Ô ˜ Ð l

 j Ë µ[ þ t  . Õ ª s Ä »  H   É r Ó ü t o é ß –" é ¶ _   â Ä º ç ß –é ß –ô  Ç ½ ¨› ¸

–

Ð s À Ò# Q”   z  ´+ « > © œu  ë ß –Ü ¼– Е ¸   õ \  ¦ ¹ ¢ ¤ î ß –Ü ¼– Ð ~ 1 > 

› '

a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”   H ì ø ̀  , < É Ê ^ ‰4 Ÿ ¤   é ß –" é ¶“ É r 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _ 

´ ú

§“ É r  Òì  r s  & h ü @‚   % ò % i \  ì  r Ÿ í # Œ Z > • ¸_   Ž Ø  ¦ x 9  ì  r

-10-

$

3   © œu  \ O s   H f ” ] X & h Ü ¼– Ð z  ´+ « >  õ \  ¦ › ' a ¹ 1 Ï   H  כ s

 Ô  ¦ 0 p x l  M :ë  H s  . s  Qô  Ç ë  H ] j M :ë  H \  < É Ê ^ ‰4 Ÿ ¤   ü

< › ' aº   ) a z  ´+ « > © œu \  ¦ ] j Œ • l  0 AK " f  H ì ø Í× ¼r  „   

™

è \  ¦ s 6   x K  4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦  Ž Ø  ¦ “ ¦ s \  ¦ ( Ž É Ó' ü <

° ú

 “ É r 2 & h “    © œu \  ¦ : Ÿ x K  ì  r$ 3 K   l  M :ë  H \  MBL

`

 ¦ & h 6   x t  · ú §“ ¦" f  H z  ´+ « > © œu _  > hµ 1 Ïs  ~ 1 t  · ú § .



 " f ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H 4 Ÿ ¤  | ¾ Ós  þ j@ / ÷ &  H   © œ“ É r

<

É

Ê ^ ‰_  ] X @ /“ : r • ¸\  ì ø Íq Y Vô  Ç   H Wien _    0 AZ O g Ë :`  ¦ † < Æ Ò q

t[ þ t s  z  ´+ « >`  ¦ : Ÿ x K  s K ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ MBL`  ¦ & h 6   x ô  Ç z  ´ +

« > © œu \  ¦ ] j Œ • “ ¦ Õ ª– РÒ'  % 3 # Q”     õ \  ¦ s  : r ° ú כõ  q 

“

§ % i  .

“

¦1 p x † < Ɠ § “ §õ " f ×  æ Wien _    0 AZ O g Ë :`  ¦ / B Nd ” õ  † < Êa  ]

jr ô  Ç Y >  7 á x À Ó_  “ §õ " f [10, 11]\  ¦ ] jü @ “ ¦  H, @ / Òì  r _

 “ §õ " f s  ? /6   x`  ¦ ½ ¨^ ‰& h Ü ¼– Ð  À Òt   H · ú §  H  . Õ ª



Q
 \ P õ  \  -t  é ß –" é ¶ _  4 Ÿ ¤    Òì  r \ " f Z > _  ³ ð€  “ : r • ¸

\

    Z > _  Ò  o¾ ú ˜s   Ø Ô>  › ' a ¹ 1 Ï  ) a    H ? /6   x s  [ O " î ÷ &

“

¦ e ”   H X <, s  כ “ É r Wien _    0 AZ O g Ë :`  ¦ ç ß –] X & h Ü ¼– Ð [ O " î ô

 Ç  כ s   [12-18]. Õ ª QÙ ¼– Ð s  é ß –" é ¶`  ¦ “ §¹ ¢ ¤ ½ + É M : † < ÆÒ q t [

þ

t _  Ø  æì  r ô  Ç > h¥ Æ  s K \  ¦ [  v l  0 AK " f  H › ' aº   ) a z  ´+ « >  © œ u

_   Ö ¸6   x s  € 9 כ ¹½ + É  כ s  . s M : ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô  Ç z  ´ +

« >  © œu \  ¦ d ”  oõ & ñ Ü ¼– Ð  À Ҁ   ´ òÖ  ¦$ í e ”   H “ §¹ ¢ ¤ s  s  À

Ò# Q| 9  à º e ” `  ¦  כ Ü ¼– Ð l @ /  ) a  .

II. T  Â ] Ø

1. ý m Ç Ž Ö ² Ž] k ù s œ ° ‚ Ǐ ¹ ŏ Œ; c" e ý m Ç Ž Ö ² Ž8 ý Æ X Øy ¢ 4 



˜ m

€ 9

 F ' pà Ô (filament) s 6   x ÷ &  H Ñ þ ˜\ P „  ½ ¨\ " f € 9  F ' p à

Ô_  $ † ½ Ó R“ É r “ : r • ¸ T \          H X < Õ ª d ” “ É r  6 £ § õ 

° ú    [19].

R = R ₀ (1 + a ₀ (T − T ₀ )) (1)

#

Œl \ " f a ⁰   H € 9  F ' pà Ô_  “ : r • ¸> à º (temperature coef- ficient) s  9, R 0   H  © œ“ : r T 0 \ " f € 9  F ' pà Ô_  $ † ½ Ós  . d ”  (1)`  ¦ “ : r • ¸\  @ /K  & ñ o  “ ¦, Ohm_  Z O g Ë :`  ¦ & h 6   x €     6

£

§ õ  ° ú  s  j þ t à º e ”  .

T = T 0 +

V /I R

0

− 1

a 0

(2) s

 d ” \ " f · ú ˜ à º e ”   H  ü < ° ú  s  € 9  F ' pà Ô_  “ : r • ¸  H € 9   F '

pà Ô\  “    ) a „  · ú š V ü < â ìØ Ô  H „  À Ó I\  ¦ 8 £ ¤& ñ † < ÊÜ ¼– Ð" f

>

í ß –½ + É Ã º e ”  .

Fig. 1. Path of light through a prism.

2. ³ ŽP ” Ö ¨ù p § —  ÞÊ Ý” X ¢ ö m Í8 ý Ä Z ؍ ˜ mP c l; c 6 “ Ö « À W ¥  X ê s 4

 ˜ m

á

Ôo 7 £ § Ü ¼– Ð { 9  ô  Ç y n C“ É r ì  r í ß –÷ &# Q   © œ\    
¾ º

#

Q”   . s M : ì  r í ß –y Œ •\     @ /6 £ x   H y n C_    © œ“ É r  6 £ § õ

 ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ½ ¨½ + É Ã º e ”  .

Fig. 1 õ  ° ú  s  Ï ã J] X Ò  ¦ s  ns “ ¦ =  G t y Œ •s  60 ^◦ “   á Ôo 7 £ §

\

 y n Cs  60 ^◦ – Ð { 9   €  

θ 2 + θ 3 = 60 ^◦ (3)

\

 ¦ ë ß –7 á ¤ ô  Ç . y n C_  Ï ã J] X s  { 9 # Q
  H á Ôo 7 £ § _  y Œ •y Œ •_   â

>

€  \ " f Snell_  Z O g Ë : [20]`  ¦ & h 6   x r v €  

sin 60 ^◦ = n sin θ 2 (4)

sin θ = n sin θ ₃ (5) s

 . s M : / B N l _  Ï ã J] X Ò  ¦“ É r 1`  ¦ & h 6   x % i  . d ”  (3) ∼ d ”

 (5)\  ¦ ƒ  w n  # Œ Û  ¦ “ ¦ á Ôo 7 £ § _  Ï ã J] X Ò  ¦ n \  @ /K  & ñ o 

€    6 £ § õ  ° ú  s  Å Ò# Q”   .

n = r

( sin θ

sin 60 ^◦ + cos 60 ^◦ ) ² + sin ² 60 ^◦ (6)

= s

( 2

√ 3 sin θ + 1 2 ) ² + 3

4 Ï

ã J] X Ò  ¦ \  @ /ô  Ç  ïr  ì  r í ß –d ”  (Cauchy Dispersion For- mula) [21]“ É r B | 9 _  Ï ã J] X Ò  ¦ n`  ¦ y n C_    © œ λ_  † < Êà º– Ð

 ? /  H z  ´+ « >d ” Ü ¼– Ð  6 £ § õ  ° ú  s  Å Ò# Q”   .

n(λ) = A

λ ² + B (7)

#

Œl \ " f Aü < B  H á Ôo 7 £ § _  F | 9 \       & ñ ÷ &  H  © œ Ã

º ° ú כs  .

d ”

 (7)`  ¦ λ \  @ /K  & ñ o  “ ¦ n\  d ”  (6)`  ¦ @ /{ 9  €     6

£

§ õ  ° ú   .

λ = v u u t

A q ( ^{√ 2}

3 sin θ + ¹ ₂ ) ² + ³ ₄ − B

(8)



 " f  © œÃ º Aü < B_  ° ú כ`  ¦ · ú ˜“ ¦, á Ôo 7 £ §`  ¦ : Ÿ x õ ô  Ç y n C _

 ì  r í ß –y Œ • θ\  ¦ 8 £ ¤& ñ €   θ\  @ /6 £ x   H   © œ`  ¦ > í ß –½ + É Ã º e ”

 .

III. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

Fig. 2  H ] j Œ •ô  Ç z  ´+ « > © œu _  > h| Ä Ì• ¸\  ¦
  · p  כ s  .

<

É

Ê ^ ‰– Ð" f_  F  g " é ¶“ É r “ : r • ¸> à º a 0  4.5 × 10 ⁻³ /K s “ ¦,  © œ

“

: r \ " f $ † ½ Ó R 0  0.84 Ω“   ) í Û ¼J $ ™ € 9  F ' pà Ô Ñ þ ˜\ P „  ½ ¨

 s 6   x ÷ &% 3  . Ñ þ ˜\ P „  ½ ¨\   H „  " é ¶  © œu \  ¦ ƒ     # Œ € 9 



F ' pà Ô\  “  ÷ &  H „  · ú š`  ¦ › ¸] X  % i Ü ¼ 9 â ìØ Ô  H „  À ӕ ¸ 8

£ ¤& ñ % i  . 8 £ ¤& ñ  ) a „  · ú šõ  „  À Ӗ РÒ'  € 9  F ' pà Ô_  “ : r

•

¸\  ¦ > í ß –½ + É Ã º e ”   H X <, d ”  (2)\  ¦ s 6   x % i  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\ 

"

f  H € 9  F ' pà Ô_  “ : r • ¸\  ¦ 1600 K, 2000 K, 2300 K, 2500 K – Ð    or &  9 z  ´+ « > % i  .

Ñ þ

˜\ P „  ½ ¨– РÒ'  ~ ½ ÓØ  ¦ ) a y n C“ É r ×  ¦ ´ ú » ¡ § (collimation) ÷ &

“

¦  r„  ó ø Í (rotation plate)_  ×  æd ” \  1 l qw n & h Ü ¼– Ð “ ¦& ñ  ) a á

Ôo 7 £ § \  { 9  ÷ &# Q ì  r í ß –  ) a  . á Ôo 7 £ §“ É r Ä »o  F | 9 – Ð" f d ”

 (8)\ " f A = 13900, B = 1.689– Ð Å Ò# Q”   .

á

Ôo 7 £ §`  ¦ : Ÿ x õ  # Œ   © œ\     ì  r í ß –  ) a y n C_  y © œ• ¸  H



r„  ó ø Íõ  ƒ    ÷ &# Q e ”   H InGaAs F  g  s š ¸× ¼ (photodi- ode)(THORLABS, INC., FGA10) – Ð  Ž Ø  ¦ % i  . F  g  s 

š

¸× ¼– Ð ’  ø @$ í e ” >   Ž Ø  ¦ ½ + É Ã º e ”   H y n C_    © œ # 3 0 A  H

Fig. 2. A schematic diagram of the experimental appa- ratus.

800 ∼ 2000 nm s  9, ì ø Í6 £ x r ç ß – (rise time)“ É r 5 ns s  .  Ž  Ø

 ¦ ) a y n C_  y © œ• ¸\  q Y V # Œ F  g  s š ¸× ¼– РÒ'  Ø  ¦§ 4 ÷ &  H

„

 · ú š’    ñ  H „  · ú šy Œ ™t l  (voltage sensor)(Korea Digital Co., KDS-1009) ü < ƒ     © œu  (Korea Digital Co., Lite-II Memory)\  ¦ s 6   x # Œ ( Ž É Ó' \  z  ´r ç ß –Ü ¼– Ð $  © œ÷ &% 3  .

:

£ ¤& ñ ì  r í ß –y Œ •\ " f F  g  s š ¸× ¼  Ž Ø  ¦ ô  Ç y n C_    © œ`  ¦ · ú ˜ l

 0 AK " f  H ì  r í ß –y Œ • θ\  ¦ 8 £ ¤& ñ “ ¦, Õ ª ° ú כ`  ¦ d ”  (8)\  @ /{ 9 

€    ) a  . θ\  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 AK  Fig. 2_  é ß – Òì  r \  e ”   H

&

h

‚    y Œ •_ …¿ ºo   Òì  r õ  ° ú  s   r„  ó ø Ís   r„  ½ + É M : s ü <

´ ú

Ó ü t  9 ¹ ¡ §f ” { 9  à º e ”   H  r„  ^ ‰ (rotator)\  ¦ ] j Œ • % i  .

s

  r„  ^ ‰  H S X ‰ @ /ô  Ç Õ ªa Ë >õ  ° ú  s  Ñ ü æ  H  $ 3  16> h 22.5 ^◦ ç ß

–  Ü ¼– Ð { 9 & ñ >  C u   ) a " é ¶: Ÿ x+ þ A_  Ó ü t ^ ‰– Ð" f  r„  ^ ‰

[

 t  ° ú ˜ M : · ú ¡Â Òì  r \  e ”   H  l  © œy Œ ™t l  (magnetic field sensor)(Korea Digital Co., KDS-1007)\  ¦ : Ÿ x K   l  © œ[ j l

_  Å Òl & h     o\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .  l  © œy Œ ™t l – РÒ'  Ø  ¦

§

4 ÷ &  H „  l  ’    ñ  H ƒ     © œu \  ¦  5 g z  ´r ç ß –Ü ¼– Ð ( Ž É Ó '

\  $  © œ÷ &% 3  . $  © œ  ) a ’    ñ  H  r„  ó ø Í_   r„  y Œ •• ¸, 7 £ ¤ á

Ôo 7 £ §`  ¦ : Ÿ x õ ô  Ç y n C_  ì  r í ß –y Œ • θ– Ð   ¨ 8 Š ÷ &% 3  . s X O > 

½

¨K ”   θ\  ¦ d ”  (8)\  @ /{ 9  # Œ ì  r í ß –y Œ •\  @ /6 £ x   H   © œ

`

 ¦ > í ß – % i  .

IV. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Fig. 3“ É r : £ ¤& ñ “ : r • ¸\  ¦ ° ú   H Ñ þ ˜\ P „  ½ ¨? /_  € 9  F ' pà Ԗ Ð Â

Ò'  ~ ½ ÓØ  ¦ ÷ &  H 4 Ÿ ¤  ‚  _  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ ] j Œ •ô  Ç z  ´+ « > © œu – Ð 8

£ ¤& ñ ô  Ç   õ ü < e  ¦ | ½ Óß ¼_  < É Ê ^ ‰4 Ÿ ¤  d ” `  ¦ s 6   x K  r Ð 3 x ? /l  (simulation) ô  Ç   õ \  ¦ q “ §ô  Ç  כ s  . Fig. 3(a)  H € 9   F '

pà Ô_  “ : r • ¸ 1600 Ks “ ¦, (b)  H 2000 K, (c)  H 2300 K, (d)  H 2500 K _   â Ä ºs  . Õ ªa Ë >\ " f Ï ã T“ É r z  ´‚  “ É r 8 £ ¤& ñ

 

õ s  9   H z  ´‚  “ É r r Ð 3 x ? /l   õ s  . Õ ªa Ë >õ  ° ú  s  4

Ÿ

¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 \ " f 4 Ÿ ¤  | ¾ Ós  þ j@ / ÷ &  H   © œ ° ú כ, 7 £ ¤ þ j

@

/ 4 Ÿ x Ä ºo \ " f_    © œ ° ú כs  8 £ ¤& ñ u ü < s  : r u \ " f €  •ç ß – _

 š ¸ \  ¦ ° ú t ë ß –  © œ{ © œy  { 9 u    H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . Õ ª



QÙ ¼– Ð ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f ] j Œ •ô  Ç z  ´+ « > © œu – Ð € 9  F ' pà Ô_  “ : r

•

¸\  ¦  Ë ¨# Q 9 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 8 £ ¤& ñ “ ¦ Õ ª   õ – ÐÂ Ò '

 þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo \ " f_    © œ ° ú כ`  ¦ ½ ¨ô  Ç Ê ê “ : r • ¸_  † < Êà º– Ð

"

f Õ ªA á Ô\  ¦ Õ ªo €   Wien_    0 AZ O g Ë :s  $ í w n † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”

 .

r

Ð 3 x ? /l ô  Ç 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ ° ú כõ  z  ´ +

«

>`  ¦ : Ÿ x K  8 £ ¤& ñ ô  Ç 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ ° ú כ s

 €  •ç ß –_  š ¸ \  ¦ ˜ Ðs   H s Ä »  H, á Ôo 7 £ § Ü ¼– РÒ'  ì  r í ß –

 )

a y n C_  y © œ• ¸\  ¦ F  g  s š ¸× ¼– Ð 8 £ ¤& ñ   H X <, F  g  s š ¸× ¼ _

 y Œ ™• ¸   © œ\     { 9 & ñ t  · ú §“ ¦ s  e ” l  M :ë  H Ü

¼– Ð ó ø Íé ß –  ) a  . 7 £ ¤ Fig. 3 \ " fü < ° ú  s  z  ´+ « >`  ¦ : Ÿ x K  8 £ ¤& ñ

Table 1. Relative error of the experimental value.

Peak wavelength of blackbody radiation

Temperature of the blackbody (K) Exact value(nm) (Wien’s displacement law) Experimental value(nm) Relative error (%)

1600 1811 1851 2.21

2000 1449 1529 5.52

2300 1260 1329 5.48

2500 1159 1168 0.78

Fig. 3. Comparison between experimental(bold solid line) and simulation(thin solid line) results at different temperature for the blackbody radiation.

ô

 Ç Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œs  r Ð 3 x ? /l – Ð % 3 # Q”   Û

¼& 7 ˜à Ô! 3 _  þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ\  q K  |     © œ A á ¤ \ " f
 


  H  כ “ É r  ú ª“ É r   © œ A á ¤ _  y Œ ™• ¸  © œ@ /& h Ü ¼– Ð ± ú l  M : ë

 H \  y © œ• ¸ €  • >   Ž Ø  ¦ ÷ &“ ¦, s – Ð “  K  þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo 

€



•ç ß – |     © œ A á ¤ Ü ¼– Ð u Ä º5 g
 
  H  כ s  .

Fig. 3(a) \ " f F  g  s š ¸× ¼ ’  ø @$ í e ” >   Ž Ø  ¦ ½ + É Ã º e ” 



 H   © œ # 3 0 A\  ¦ # Á # Q
  H 2000 nm s  © œ\ " f y n Cs   Ž Ø  ¦ ÷ &

l

• ¸ % i Ü ¼
, ’  ø @$ í e ”   H  Ž Ø  ¦   © œ # 3 0 A  m Ù ¼– Ð _

p \  ¦  Ò# Œ½ + É Ã º \ O  .

Fig. 3 \ " f › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”   H ¢ ¸   É r : £ ¤f ç “ É r r Ð 3 x ? /l 

 )

a 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 õ  z  ´] j 8 £ ¤& ñ ô  Ç 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  {   - q

(band width)\  ¦ q “ §½ + É M : s  ß ¼   H  כ s  . \ V\  ¦ [

þ

t # Q F  g " é ¶ _  “ : r • ¸ 1600 K“   Fig. 3(a)_   â Ä º r Ð 3 x ? /l 

Fig. 4. Comparison between experimental and simula- tion results for the Wien’s displacement law.

 )

a 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  {   -q   H 500 nm \ " f Ò'  4500 nm s

 © œ t  V , > 
 è ß – . Õ ª Q
 z  ´] j 8 £ ¤& ñ ô  Ç Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  _

 {   -q   H €  • 1700 nm ∼ 2200 nm– Ð B Ä º a % v > 
 z Œ ¤



. s ü < ° ú  “ É r ‰ & ³ © œ“ É r ì  r í ß –  ) a y n C_  y © œ• ¸ €  •K  F  g  s š ¸

×

¼ y n C`  ¦ y Œ ™t ½ + É Ã º e ”   H y © œ• ¸_  ë  H) 3  ° ú כ(threshold)`  ¦

œ

íõ    H   © œ @ /% i s  þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ ° ú כ   H % ƒ\ " fë ß –

”

> r F  l  M :ë  H s  . 7 £ ¤ þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ ° ú כ   H % ƒ_  y © œ

•

¸  H F  g  s š ¸× ¼ y Œ ™t ½ + É Ã º e ”   H y © œ• ¸_  ë  H) 3 u ˜ Ð  Z

 }   y n C`  ¦ y Œ ™t ½ + É Ã º e ” Ü ¼
, Õ ª µ 1 Ú_    © œ@ /% i _  y © œ• ¸



 H ë  H) 3  ° ú כ˜ Ð  ± ú   y n C`  ¦ y Œ ™t ½ + É Ã º \ O   H  כ s  . Õ ª Q Ù

¼– Ð 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ   H % ƒ\ " fë ß – a % v

“ É

r ; Ÿ ¤`  ¦ ° ú   H Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 s  8 £ ¤& ñ  ) a  .

Fig. 4  H Fig. 3 _    õ \  ¦ ž Ð@ /– Ð € 9  F ' pà Ô_  “ : r • ¸\ 



 É r þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ_     oü < s  : r& h “   Wien_    0 A d ”

`  ¦ & h 6   x # Œ r Ð 3 x ? /l ô  Ç   õ \  ¦ q “ §ô  Ç  כ s  . Õ ªa Ë >

õ

 ° ú  s  €  •ç ß –_  š ¸   H e ” Ü ¼
 z  ´+ « >  õ ü < r Ð 3 x ? /l     õ

 q 5 p w ô  Ç  ⠆ ¾ Ó`  ¦ ° ú   H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

Table 1“ É r z  ´+ « >Ü ¼– Ð % 3 “ É r “ : r • ¸\    É r 4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  _

 þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œ ° ú כõ  Wien_    0 A d ” `  ¦ & h 6   x # Œ s

 : r& h Ü ¼– Ð ½ ¨ô  Ç ° ú כ  s _   © œ@ /š ¸ \  ¦ & ñ o ô  Ç  כ s  .

Õ

ª   õ  6 % s ? /_   © œ@ /š ¸ \  ¦ ° ú   H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

s

 © œõ  ° ú  s  ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f ] j Œ •ô  Ç MBLs  & h 6   x ) a

Wien _    0 AZ O g Ë : z  ´+ « > © œu   H ½ ¨› ¸ B Ä º ç ß –é ß – “ ¦ ] j



Œ

•q  $ § 4  €  " f• ¸ & ñ S X ‰ • ¸ Z  }   “ ¦1 p x † < Ɠ § Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤

‰

&

³ © œ\ " f Ø  æì  r y   6   x| ¨ c à º e ” `  ¦  כ Ü ¼– Ð  « Ñ  ) a  .

V. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H MBL s  & h 6   x ) a Wien _    0 AZ O g Ë : z  ´+ « >



© œu \  ¦ ] j Œ • “ ¦, ] j Œ •ô  Ç z  ´+ « > © œu \  ¦ s 6   x K  < É Ê ^ ‰_  “ : r

•

¸\     4 Ÿ ¤  | ¾ Ós  þ j@ / ÷ &  H   © œ ° ú כ`  ¦ ½ ¨ô  Ç Ê ê Õ ª

 

õ \  ¦ s  : r ° ú כõ  q “ § % i  .

Õ

ª   õ   © œ@ /š ¸  6 % s ? /– Ð
 
 ] j Œ •ô  Ç z  ´+ « > © œ u

\  ¦ “ ¦1 p x † < Ɠ § Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ ‰ & ³ © œ\ " f Ä »6   x >   6   x ½ + É Ã º e ”

`  ¦  כ Ü ¼– Ð  « Ñ  ) a  . s  z  ´+ « > © œu   H z  ´+ « >  õ \  @ /ô  Ç F 

g  s š ¸× ¼_  y Œ ™• ¸ ˜ Ð& ñ , z  ´+ « > © œu _  & ñ x 9 ô  Ç ] j Œ •, V , “ É r 

 © œ # 3 0 A\  ¦ y Œ ™t ½ + É Ã º e ”   H F  g  s š ¸× ¼_   © œ‚ Ã Ì 1 p x`  ¦ ˜ Ð

¢ -

a ô  Ç €   4 Ÿ ¤  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  & ñ S X ‰ ô  Ç 8 £ ¤& ñ s  0 p x K 4 R ˜ Ð 

&

ñ x 9 ô  Ç z  ´+ « >`  ¦ à º' Ÿ ½ + É Ã º e ” `  ¦  כ s  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] R. Good, C. Berger, Teaching Science for Under- standing, (San Diego Academic press, San Diego, 1988), p. 227.

[2] H. Choi, S. Jang, MULLI KYOYUK 8, 7 (1990).

[3] K. Kim, Master thesis, Kongju National University, 1997.

[4] J. John, Master thesis, Korea National University of Education, 2004.

[5] S. Park, Master thesis, Korea National University of Education, 1994.

[6] P. Kim, Master thesis, Korea National University of

Education, 1997.

[7] W. Jung, J. Kim and G. Lee, SAEMULLI 40, 165 (2000).

[8] H. Oh, Master thesis, Korea National University of Education, 2000.

[9] W. Jung, T. Han and N. Kwon, SAEMULLI 41, 151 (2000).

[10] B. Park, etc., High School Physics II, (Daehan Pub- lishing Co., Seoul, 2002), p. 109.

[11] J. Chang, etc., High School Physics II, (Jihaksa, Seoul, 2002), p. 93.

[12] D. Cha, etc., High School Science, (Chunjae Educa- tion Inc., Seoul, 2001), p. 281.

[13] C. Kim, etc., High School Science, (Didimdol Co., Seoul, 2001), p. 297.

[14] K. Woo, etc., High School Science, (Institute for Better Education, Seoul, 2001), p. 317.

[15] M. Lee, etc., High School Science, (Jihaksa, Seoul, 2001), p. 292.

[16] M. Kang, etc., High School Science, (Kyohaksa, Seoul, 2001), p. 308.

[17] M. Lee, etc., High School Science, (Kumsung Pub- lishing Co., Seoul, 2001), p. 338.

[18] H. Song, etc., High School Science, (Hong Jin P&M, Seoul, 2001), p. 310.

[19] W. Khang, etc., Fundamentals of Physics II, (Bumhan Books, Seoul, 1995), p. 816.

[20] C. Lee, etc., General Physics, (Kwanglimsa, Seoul, 2002), p. 715.

[21] B. Hwang, Thin Film Optics, (Dasung, Seoul, 2001),

p. 17.

Fabrication of a Wien’s Displacement Law Apparatus Applying Microcomputer-Based Laboratory Tools

Seong-Ju Ryu and Keeju Jeong ^∗

Department of Physics Education, Kongju National University, Kongju 314-701 Ki-Won Lee

Department of Physics, Kongju National University, Kongju 314-701 (Received 4 April 2006, in final form 2 October 2006)

In this study, we fabricated af Wien’s displacement law apparatus by applying microcomputer- based laboratory (MBL) tools for physics education in high schools. This apparatus is composed of a MBL, an electrically heated filament-type light bulb as a blackbody radiator, a prism for dispersion of light, a rotator for measuring the dispersive angle, and a photodiode for measuring the dispersive light intensity. We compare the wavelength values at a maximum specific intensity in the radiation spectrum obtained with experimental and theoretical methods (Wien’s displacement law) under different temperatures. From the results, the relative error of experimental value was below 6 %.

PACS numbers: 01.40.Gm

Keywords: Microcomputer-based laboratory, Blackbody radiation, Wien’s displacement law, Physics educa- tion

∗

E-mail: [email protected]