[전기전자 실험] 전자의 비전하(e,m) 측정

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[전기전자 실험] 전자의 비전하(e,m) 측정에 대한 보고서 자료입니다.

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본문내용

를 이용해 궤도반경 을 측정한다. 지름의 끝과 끝을 측정할 때에 전자빔 두께의 중앙을 측정하도록 한다.
r=0.028m
r=0.032m
r=0.037m
r=0.041m
r=0.041m
r=0.028m
r=0.020m
r=0.017m
● 표에서 얻어진 의 평균값은 얼마인가?
● 참값과 비교하고 오차가 있으면 그 원인을 찾아보자.
⇒ 참값:
대략 실험값과 정도 오차가 있다. 오차의 원인 중 제일 큰 원인은 값이었을 것이다. 첫 번째로는 전자빔이 나아갈수록 빔의 두께가 두꺼워져서 입자의 궤도 반지름 이 완벽하게 측정되지 못해 오차가 생겼다. 둘째는 전자빔 편향관 내부에 있는 눈금자를 이용해 궤도 반지름 을 제어야 했지만 어느 위치에서 보 느냐에 따라 값이 다라졌고, 오른쪽 눈을 감고 왼쪽 눈을 뜨고 측정하느냐, 그 와 반대로 측정하느냐에 따라 달리 관측되었다. 최대한 오차를 줄이기 위해서 똑같 은 위치에서, 똑같은 왼쪽 눈을 감고 오른쪽 눈을 뜬 상태에서 값을 관측하려고 노력하였다. 셋째로 전자빔이 정확한 원이 아닐 때도 있는 것 같았다.
● 가속 전압을 일정하게 하고 Helmholtz 코일에 흐르는 전류를 증가시키면 전자의 궤도 반경 r은 어떻게 변하는가? 그리고 그 결과로 앞의 (2)식을 설명해 보자.
⇒
궤도 반경 은 점점 짧아진다.
이므로
m, e, R, , N = 일정하고 하므로
가속 전압을 일정하게 하고 Helmholtz 코일에 흐르는 전류를 증가시키면 전자의 궤 도 반경 은 짧아진다.
● 영국의 물리학자 톰슨(J. J. Thomson)은 음극을 다른 금속으로 만들어 을 측 정한 결과 같은 값을 얻었다고 한다. 이 사실로부터 무엇을 알 수 있는가?
⇒ 금속으로 만들었을 때 비전하 값은 전자의 비전하 값이므로 음극과 다른 금속의 비전하 값이 같았다는 말에서 음극선이 전자로 이루어져 있다는 것을 알 수 있다.
4. 결론
(1) 자기장 내에서 운동하는 하전입자에 작용하는 자기력
→ 자기장 내에서 하전입자가 받는 힘의 방향은 하전입자의 속도방향과 자기장의 방향에 각각 수직을 이루는 방향이다.
(2) 균일한 자기장 내에 수직으로 입사한 전자의 등속원운동
→ 균일한 자기장에 수직하게 입사한 전자는 등속 원운동을 한다. 그 이유는 자기력 이 전자의 방향과 수직을 이루며 자기장과도 수직이므로 구심력으로 작용하게 되 기 때문이다.
(3) 전자가속 장치의 원리
→ 필라멘트의 가열로 음극에서 발생된 열전자가 양극에 걸려있는 전압에 의해 가속 되고, 구멍을 빠져 나가는 순간부터는 등속 운동을 하게 된다.
(4) 헬름홀츠 코일의 중간 지점에서 균일하고 강한 자기장이 형성되는 이유
→ 똑같은 모양의 두 원형코일을 그 간격이 원형코일의 반경과 같도록 평행하게 배 치하고 같은 방향으로 전류를 흘려주면 두 코일간의 중간지점에서 균일하면서도 가장 큰 자기장이 얻어진다.
(5) 전자의 전하량은 이다. 전자의 비전하 측정값으로부터 전자의 질량 을 구해본다.
→ 전자의 전하량을 실험을 통해 알아낸 전자의 비전하 값으로 나누어주면 전자의 질량을 구할 수 있다.

키워드

전기전자실험,   전자의비전하,   측정