일반물리학실험 | e/m측정

 

 

 

TIP

 

 

Helmholtz coil을 이용하여 생성시킨 자기장 하에서 전자의 운동을 관측하여 자기장이 운동하 는 하전입자에 미치는 힘을 이해한다.

 

 

 

역사적 배경

1899년 영국의 물리학자 톰슨(Thomson)경이 라더퍼드(Rutherford)와 공동으로 그때까지 실체를 규명하지 못하고 있던 음극선의 비전하를 측정하여 전자의 존재를 예상하였고, 이미 알려져 있던 광전효과와 에디슨 효과(열전자현상)등을 바탕으로 하여 전자의 존재를 결정적으로 증명하였다.

 

이로서 물질을 구성하고 있는 기본적인 입자에 대한 탐구가 시작되었다. 곧이어 원자가 전자와 핵으로 구성되어 있다는 것이 알려지고, 그 핵도 양성자, 중성자 등으로 구성되어 있다는 것을 알게 되었다. 현재에 이르러 양성자, 중성자 등도 그것을 만들어 주는 더 기본적인 구성물질이 있는 것으로 드러나 궁극을 향한 탐험이 쉽게 끝이 날 것 같지 않다. 그러나 가장 먼저 발견되었던 전자는 다른 무엇으로도 구성되어 있지 않은 기본입자로 판단되고 있다.

 

 

질량을 가진 입자 중 전자가 제일 가볍다. 실제로 전자의 질량을 직접적으로 측정하는 것은 불가능 하기 때문에 전하와 연관시켜 비전하를 측정하게 되는 것이다. 비전하는 지금 현재 알려진 값으로 1.758802 1011C/kg이며 기본 상수의 하나로 취급된다. 전자가 가지고 있는 전하량은 밀리컨 기름방울실험 같이 기본전하량을 측정하여 간접적으로 구하기도 하고, 전기장 또는 자기장에서 전자살의 진동을 이용하기도 한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 그림과 같이 실험장치를 연결한다.

 

2) 고전압전원장치의 전압계를 최소로 맞추고 전원을 켠다. 전류전원장치도 동일하다.

 

 

3) 고전압전원장치의 전압을 3kV로 고정하고 전류를 변화시키며 X고정, Y실험값을 기록한다.

 

4) 인가전압 4kV, 5kV에 대해서도 동일한 실험을 반복한다.

 

5) 실험으로 측정한 값 e/m실험과 e/m이론을 비교하여 본다.

 

 

 

[일반물리학실험]e/m측정 레포트