e/m측정 예비보고서

목차

1. 실험제목

2. 실험목적

3. 실험이론

4. 실험장치

5. 실험방법

6. 예비고찰

7. 참고문헌

본문내용

빨갛게 발광하므로 눈으로 확인) <주의> 5∼6V를 처음부터 걸어주면 필라멘트가 끊어질 수 있으므로 반드시 0V부터 서서히 증가시킨다. 측정이 끝나고 전원을 끌 때도 0V로 낮춘 후 전원을 끈다.② 음극-양극 사이에 고전압 걸어주기 : 음극(K)과 양극(P)사이에 직류 전압을 0V 부터 천천히 증가시켜 준다. 약 100V 이상부터 갑자기 전자 선속의 궤적이 눈에 보이기 시작한다. 전압의 증가에 따라 전자 속도가 증가하고 궤적이 가늘고 선명해진다. 전자 크기는 전자 궤적이 눈에 보이는 100V 근방으로 제한한다. <주의> 처음부터 100V 이상을 걸면, 음-양극 사이에 큰 전류가 흘러 필라멘트를 끊어지게 할 우려가 있으므로 반드시 0V 부터 서서히 증가 시킨다. 측정을 끝낼 경우에는 0V로 낮춘 후 전원을 끈다.
③ 헬름홀츠 코일 양 끝에 직류전원(12V DC)연결 : 가변저항을 조정하여, 코일에 직접 공급되는 전압을 서서히 증가시켜서 자기장(B)를 증가시킨다. 가변저항을 중간 이하의 위치에 둔다. 전류 값은 1.2Amp 근방으로 제한한다.
④ 비전하관 내에서 전자 궤적이 원이 되게 한다 : 음극-양극 사이 직류전압(100V∼200V DC)와 헬름홀츠 코일의 직류전류 (1~2 Amp DC)의 두 양을 제한된 범위 내에서 조절하여 원 궤도가 선명하게 보이게 한다.
⑤ 하나의 원궤도에 대하여 음극-양극 사이의 전압 V, 전자의 원궤도 반경 r, 헬름홀츠 코일에 흐르는 전류 I, 헬름홀츠 코일의 반경 a, 코일의 감긴 횟수 N를 이론의 (3)과 (2)식에 대입하여 최종적으로 비전하를 구한다.
⑥ 음극-양극 사이의 전압, 코일에 흐르는 직류전류를 적당히 조절하여 각각 다른 조건에서 비전하의 값을 10회 이상 측정하도록 한다.
⑦ 과 비교 해본다.
〔측정을 끝내고 전원을 끊는 순서〕
① 음극-양극 간의 직류고압을 0V로 낮춘 후 전원을 끈다.
② 필라멘트의 직류전원을 0V로 낮춘 후 전원을 끈다.
③ 헬름홀츠 코일의 전원을 끈다.
6. 예비고찰
전자가 가지고 있는 전하량은 밀리컨 기름방울 실험 같이 기본 전하량을 측정하여 간접적으로 구하기도 하고, 전기장 또는 자기장에서 진동을 이용하기도 한다. 실제로 지만효과 실험을 통해서도 비전하측정이 가능하였다. 실제로 톰슨의 실험 이외에도 비전하 측정하는 실험은 많지만 실제로 1899년 영국의 물리학자 톰슨이 라더퍼드와 공동으로 그때까지 실체를 규명하지 못하고 있던 음극선의 비전하를 측정하여 전자의 존재를 예상하였고, 이로써 물리학의 많은 발전이 있었다고 생각한다.
질량을 가진 입자 중 전자가 제일 가볍다. 실제로 전자의 질량을 직접적으로 측정하는 것은 불가능하기 때문에 전하와 연관시켜 비전하를 측정하게 되는 것이다.
비전하를 측정하는 일은 그러한 역사적인 의미가 있기도 하지만, 지금도 그것은 미지의 입자에 대한 질량이나 전하량에 대한 정보를 알려주기 때문에 대단히 중요하다.
이번 실험에 임하며 몇가지 생각해 보고싶은 것이 떠올랐다. 과연 자기력은 전자의 속도에 어떠한 영향을 미치는가 하는 점과 비전하 관내에서는 어떻게 전자의 이동경로가 눈에 보이게 되는 것일까? ..이러한 점들에 대해서 생각해 보았다. 그리고 결과 데이터를 가지고 비전하는 구하는데 있어서 지구의 중력과 지구자기장등에 의하여 em값이 영향을 받지는 않는지 궁금하다.
7. 참고문헌
- http://user.chollian.net/~ahnsi/w/a1.html
- http://physica.gsnu.ac.kr/PhysEdu/modexp/e_m/main.htm
- http://www.threei.co.kr/~dushin/physics/modern/exp07.htm

키워드

e/m측정,   헬름홀츠코일,   비전하,   톰슨관