밀리컨의 유적실험 결과보고서

목차

Ⅰ. 실험 제목

Ⅱ. 실험 목적

Ⅲ. 실험 이론

Ⅳ. 실험 방법

Ⅴ. 결과 및 고찰

본문내용

6
1.6
1.09
2
2.18
2.32
3.34
3.17
2.55
차이
1.11
0.74
2.03
1.63
1.09
3
3.29
3.06
5.37
4.80
3.64
차이
1.08
0.65
1.88
1.54
1.13
4
4.37
3.71
7.25
6.34
4.77
차이
1.06
0.8
1.96
1.65
1.09
5
5.43
9.51
9.21
7.99
5.86
아래 표에서는 처음 전압을 걸어준 상태에서 올라가는 기름방울을 측정해야 했으나, 내려가는 기름방울을 측정하여 오차가 났다. 즉 자료 자체가 신빙성이 없을 정도로 데이터가 이상하게 나왔던 것 같았다.
No
300V의 전압을 걸어줬을 때
1
2
3
4
5
1
2.45
1.94
2.69
2.40
3.34
2
5.42
3.83
5.29
5.06
6.54
3
8.14
7.02
7.68
7.88
9.60
4
11.11
10.24
10.14
10.89
12.30
5
13.85
12.88
12.40
13.55
15.32
6
15.55
14.75
16.40
7
17.14
19.23
2. 분석표
위의 데이터에서 너무 높게 나오거나 너무 낮게 나온 것을 제외하고 다음과 같은 표를 얻어낼 수 있었다.
T-
T0
T+
V-
V0
V+
1
1.1
2.36
4.17
4.610-4
2.110-4
1.210-4
2
1.11
2.42
4.39
4.510-4
2.110-4
1.110-4
3
1.08
2.26
4.30
4.610-4
2.110-4
1.210-4
4
1.38
2.42
4.1
3.610-4
2.110-4
1.210-4
5
1.6
2.42
4.57
3.110-4
2.110-4
1.110-4
6
1.63
2.26
4.39
3.110-4
2.110-4
1.110-4
7
1.54
2.14
4.63
3.210-4
2.310-4
1.110-4
8
1.13
2.36
4.69
4.410-4
2.110-4
1.110-4
평균
2.33
2.33
4.71
3.810-4
2.210-4
1.110-4
(V-)+(V0)
(V+)-(V0)
〔(V-)+(V+)〕/2
6.710-4
-910-5
2.910-4
6.610-4
-110-4
2.910-4
6.710-4
-910-5
2.910-4
5.710-4
-910-5
2.410-4
5.210-4
-110-4
2.110-4
5.210-4
-110-4
2.110-4
5.510-4
-110-4
2.1510-4
6.510-4
-110-4
2.7510-4
4.910-4
-1.110-4
2.4510-4
* m을 계산 하는데 알고 있어야 하는 값
( 기름 방울의 밀도) = 0.961 ( g/cm3 ) ; 20'C 에서
( 공기의 점성율 ) = 17.1 ( 10-6N.s/m2 ) ;(=10-3cP)
( 유적 기름방울의 반지름 )
(1)
횟수
1
2
3
4
5
6
7
8
반지름
(m)
4.3210-7
4.4310-7
4.2310-7
3.4110-7
4.8110-7
3.1210-7
3.2210-7
3.9110-7
질량
(g)
3.2610-13
3.2410-13
1.5410-13
1.5310-13
3.310-13
1.2110-13
2.1010-13
2.3410-13
[평균값]
◈반지름(r) = 3.94 10 -7 (m)
◈질 량(m) = 2.32 10 -13 (g)
극판의 간격은 6mm 이며 , 300V의 전압이 걸려 있으므로 전기장의 크기 E 는 E = V / d에서 5 10 4 (V/m)이 된다.
3. 실제값( 전자의 전하량 q )
1) mg = kv1 (v1 = 중력에 의한 종단 속도 )
2) qE - mg = kv2 (v2 = 전기장 하 에서의 윗방향의 종단속도)
여기서 q를 구할 수 있는 식을 유도해 내면 다음과 같다
- (1)
- (2)
- (3)
k = 6πrη = 1.281 10-7
여기서 실험기기의 특성과 실험방법을 고려하면 2 번식을 이용하여 전자의 전하량을 측정하는 것이 가장 좋다.
3) 위의 식을 실제 값을 대입하여 풀어내어 보면
q =3.262 10-17 + ( 1.60110-12 V2 )
횟 수
1
2
3
4
5
6
7
8
전하량
(c)
6.32
10-17
5.13
10-17
6.41
10-16
5.12
10-17
5.71
10-17
7.01
10-17
6.95
10-17
5.52
10-16
4. 고찰
1) 밀리칸의 실험에서 보고자 하는 것은 금속 평행 판 사이에 전기장을 없애주면 기름방울은 중력을 받아 아래로 낙하하면서 공기의 저항력을 받게 되는데, 낙하 속도가 점점 빨라지면 공기의 저항력도 커지게 되어 낙하 가속도가 줄어들어 공기의 저항력과 중력이 같아지면 기름방울이 등속도로 내려오는 것을 보기 위함이었다.
2) 이번 밀리컨의 유적실험에서는 필요한 상수 값( 기름의 밀도, 공기의 밀도 등)들과 그에 따라 유도 되어진 식을 이용하여 전자의 전하량을 구하였다. 실험 절차에 의해 측정한 결과들을 대입하여 전자의 반지름 ( r )을 먼저 구하고 그것을 이용하여 전자의 질량(m)을 구하였다.
결국 전자의 질량과 전자의 전하량을 구할 수 있었다.
①전자의 질량 : 9.1 10 -31 (Kg)
②전자의 전하량 : 1.6 10 -19 ( C )
3) 기름방울의 속도는 망원경을 통해 특정할 수 있었으며, 망원경 내에 있는 눈금 사이를 내려오거나 올라오는데 걸린 시간을 측정한 결과로 위와 같은 표를 얻게 되었다. 망원경으로 보게 되는 기름방울이 너무 작거나 혹은 크기가 정확하지 않아서 이론값의 질량으로 대체하여 계산하게 되었다.
4) 또한 기름방울의 측정은 여러 번 측정하는 것이 무척 도움이 될 것 같았다. 직접 일일이 눈으로 측정을 해야 하는 것 때문에 정측이 불가능하여 몇 회 측정을 하고 거기에서 너무 높거나 너무 낮은 갚을 제외하여 측정하여 비교적 정확한 계산 값을 얻을 수 있었다.
5) 정확한 측정을 위해. 전압은 원래 낮춰줘야 하는데, 실험에 정확도를 기하기 위해서 매뉴얼에 있는 것처럼 300V의 전압을 걸어주고 측정하였다.
6) 실험을 하면서 생각보다 어려운 점이 많았던 것 같다. 정확한 지식이 필요한데, 그것을 잘 알지도 못하고 여러날을 고생했던 것 같다.

키워드

밀리컨,   기름방울,   전하량