전자선 편향 실험 결과 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험원리
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험 결과 및 분석
7. 결론 및 검토
8. 질문 및 토의
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
전자의 질량을 직접 측정하는 것은 매우 어려운 일이나 전자의 기본전하를 이용하여 질량을 계산할 수 있다. 전자선 편향실험은 전기장과 자기장에서 전자의 진행방향이 편향되는 현상을 관찰하고 이러한 현상을 이용하여 전자의 e/m과 전자의 속도를 v를 측정하는 것을 목표로 한다.

2. 실험원리
2-1. 전기장에 의한 편향
균일한 전기장의 전자는 전하에 의하여 F=Eq(q=e)의 힘을 받게 된다. 속도 v의 전자가 전압V인 평행판 축전기형태의 편향전극(거리d) 내부를 진행하게 되면 내부전기장E(U/d)의한 편향력F(Ee)에 전자에 가해져 그 경로는 편향되며 아래 식1와 같이 계산 할 수 있다.

2-2. 자기장에 의한 편향
균일한 자기장B내부를 수직으로 운동하게 되면 대전입자(q)는 로렌쯔힘(Bqv)에 의하여 원형경로을 이루게 된다
실험에서 질량m이고 전하e를 가지는 전자가 속도v로 균일한 자기장B 속을 수직으로 운동하게 되면 로렌쯔힘(Bev)에 의하여 그 경로는 회전반경r을 가지고 편향되게 된다.

3. 실험장치
1. Tube (진공관) ---1개
2. High voltage power supply 5 kV ---2대
3. Helmholtz pair of coils ---1조
4. DC power supply 20 V, 5 A ---1대
5. Electroscope 1 Analogue multimeter ---1대

4. 실험방법
* 주의사항: 시험에서 장치의 연결전 고저압발생기와 모든 전자기기의 전압조정기 수치가 “0”의 위치에 있는 것을 확인한 후 장치를 연결한다.

4-1. 전기장에 의한 편향실험
그림 3과 같이 창치를 구성하여 애노드전압UA와 전기장을 구하기 위한 전압U와 편향된 좌표 x,y를 측정 하여 식1를 이용 전자의 속도v를 계산한다.

참고 자료

일반물리학실험, 제 4판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2016년
http://physica.gnu.ac.kr/physedu/modexp/Millikan/main.htm