Millikan Oil Drop

소개글

현대물리실험을 수강하며 준비한 예비 리포트 입니다.

목차

1. 목적
2. 실험 원리
3. 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 시 주의사항
* 참고 문헌
6. 실험 결과
7. 분석
8. 고찰 및 개선사항
9. 참고 문헌

본문내용

1. 목 적

균일 전기장 속에서 대전된 기름방울의 운동을 관찰하여, 측정된 전하량이 기본전하의 정수배임을 알아본다.

2. 실험원리


1) 역사
1909년부터 1913년까지 로버트 앤드류밀리컨이 시카고대학교에서 전자의 기본 전하량인 e를 측정하였으며, 전하가 양자화 되었다는 사실을 증명하였다.
2) 원리
밀리컨은 두 개의 평행 금속판이 있는 장치를 이용하였다. 마찰에 의해 대전된 기름방울은 상판의 조그만 구멍을 통하여 내부로 들어간다. 수평으로 기름방울에 빛을 비추고, 빛의 수직 방향으로 망원경을 이용하여 관찰한다.
질량이 m이고 음의 전하 q를 갖는 기름방울을 가정하자. 만일 두 금속판 사이에 전기장이 없다면, 전하에 미치는 두 개의 힘은 아래로 작용하는 중력에 의한 mg와 위로 향하는 점성 저항력에 의한 D이다. 저항력은 방울의 속력에 비례한다. 방울이 종단 속도 v에 도달하면, 두 힘은 서로 같아진다.(mg=D)
두 금속판에 사이에 전기장을 형성시키면 제 3의 힘인 qE가 방울에 작용한다. q가 음이고 E가 아래로 향하므로, 전기력은 위로 향한다. 이 힘이 충분히 크다면, 방울은 위로 움직일 것이며 저항력 D`(또 다른 공기저항)은 아래로 작용할 것이다. 만일 위로 향하는 전기력 qE가 아래로 향하는 중력과 저항력의 합과 평형을 이루면 기름방울은 새로운 종단 속도 v`에 도달할 것이다.
전기장이 있는 상태에서 기름방울은 서서히 위로 움직이며, 전형적인 속도는 1초에 0.01cm 이다. 전기장이 없을 때의 낙하 속도와 비슷하다. 따라서 단순히 전기장을 번갈아 껐다 켬으로써, 일정한 질량과 반지름을 가진 기름방울이 위아래로 움직이는 모습을 수 시간 동안 관찰할 수 있다.

참고 자료

Serway, 대학물리학, 청문각, 2006.
http://blog.naver.com/mathic?Redirect=Log&logNo=120009431242