[전자기학] em - 자기장 속에서 전자를 원운동을 시켜 자연계의 중요한 상수 값의 하나인 전자의 전하량과 질량의 비를 측정
[실험 목적]
균일한 자기장 속에서 전자를 원운동을 시켜 자연계의 중요한 상수 값의 하나인 전자의 전하량과 질량의 비를 측정한다.
[실험 이론]
1897년 톰슨(J. J. Thomson)이 영국 캠브리지의 캐번디시 실험실에서 실시한 실험으로, 운동하는 전자에 전기장과 자기장을 걸어주어 그 안에서 전자가 편향되는 것으로부터 전자의 전하량과 질량의 비(비전하)를 측정한 실험이다. 톰슨은 음극선(전자)을 가지고 아래 그림과 같은 실험 장치로 실험을 하여 전자의 전하량과 질량의 비, 즉 비전하(e/m)를 측정하는 데 성공하였다. 음극에서 나온 전자는 양극을 향해 가속되며, 전자의 진로에 대해 수직으로 걸어준 전기장과 자기장에 의해 그 진로가 휘어진다. 이때 걸어준 전기장과 자기장의 크기를 잘 조절하여 전기력과 자기력을 같게 하면 전자를 직선으로 운동하게 할 수 있다. 또한 자기장만 걸어주면 자기력이 구심력 역할을 하여 전자는 원운동하게 된다. 이 두 가지 사실로부터 전자의 속력과 원운동의 반지름을 구하면 전자의 비전하를 구할 수 있고, 그 값은 약 이다.
e=전자전하
v=전자속도
B=자기력선속밀도
힘이 입자 전자의 속도와 자기장에 의해 생겨난다. 자기장의 강도에 의해 결정된다. 자력과 전자속도의 방향은 수직이다. 따라서 등속 원운동을 한다. 구심 힘은 이다.
그림 1에서 보는 것처럼 필라멘트의 가열로 음극(K로 표기)에서 발생된 열전자가 양극(P로 표기)에 걸려있는 V volt의 전압에 의해 가속되고, 구멍을 빠져 나가는 순간부터는 등속 운동을 하게 된다. 이때의 전자 속력 v는 다음과 같이 구할 수 있다.
전자가 직류전원 V에 의해 얻는 에너지는 eV 이고 이것이 전자의 운동에너지 와 같으므로 이다. (1식)
[ 자기력에 의한 등속 원운동 ]
....
물리실험 - em 측정 물리실험 - em 측정
◎배경이론
○e/m 비전하 측정
균일한 자기장 속에서 전자를 원운동을 시켜 자연계의 중요한 상수 값의 하나인 전자의 전하량과 질량의 비를 측정한다.
1899년 영국의 물리학자 톰슨(Thomso..
[일반물리학실험] e,m 측정실험 [일반물리학실험] e,m 측정실험
1. 실험 제목 : e/m 측정실험
2. 실험 목적 : 균일한 자기장 속에서 전자의 운동을 관측하여 자기장 안에서 하전입자의 운동을 이해하고 자연계의 중요한 상수 값이 하나인 전자..
[전기전자 실험] 전자의 비전하(e,m) 측정 [실험 제목: 전자의 비전하(e/m) 측정]
실험날짜
실험 조
실험자
준비물
전자비임 편향관 1개, 고압전원장치 1조, Helmholtz coil용 전원장치(0~50V DC, 3A) 1조, Helmholtz 코일 1조(N=130회 2개), 필라멘트 ..
전자의 비전하 측정 실험 전자의 비전하 측정 실험 보고서
전자의 비전하를 측정하여 전자가 질량과 전하를 가졌고, 톰슨이 음극선실험에서 음극선이 전기장과 자기장에 의해서 휘어진다는 사실로 부터 음극선이 (-)전하를 띄고 또한 실험..
일반물리학 실험 - e,m 측정실험(전자기력) 일반물리학 실험 - e/m 측정실험
1.실험제목
-e/m 측정실험
2.실험목적
-Helmholtz coil을 이용하여 생성시킨 자기장 하에서 전자의 운동을 관측하여 자기장이 운동하는 하전입자에 미치는 힘을 이해한다.
3.관..
현대물리학 실험 - 전자의 e,m 측정 현대물리학 실험 - 전자의 e/m 측정
1. 관련개념
: 전자총, Helmholtz Coil, 자기장 속에서의 전자의 운동
2. 목적
: 운동하는 전자를 자기장 속에서 휘게하여 원운동을 시켜 원운동의 반지름, 자기장의 세기, ..
물리 실험 - 기초 정전기 실험 기초 정전기 실험
Abstract
[1-1] 전하란 전기적, 자기적 효과를 만들어 내고 또한 이를 경험하는 물질의 성질을 의미한다. 전하는 양전하와 음전하의 두 종류가 있으며, 전하는 독립적인 존재가 아니고 항상 물..
놀랄만한 미생물의 효과 놀랄만한 미생물의 효과
농업, 환경, 의료 등의 분야에 EM기술이 큰 변혁을 가져오고 있는 현상을 개략적으로 설명하려고 한다.
자연계에는 크게 구분해서 소생과 붕괴라고 하는 두 가지의 방향성이 있다. 소생..
재료에 따른 경자성재료의 분류 재료에 따른
경자성재료의 분류
자기 발생
전류가 흐르면(전하의 이동이 있으면) 자기가 발생 !
자성재료에서의 자기 발생 원인은
전자의 운동
전자의 공전 : 전자가 원자핵 주위를 궤도 운동
전자의 자전(sp..