[자연과학] 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.관련이론

-주어진 전기장 E, 자기장 B 하에서 속도 로 운동하는 하전입자 q는 로렌츠 힘를 받게 된다.
만약 하전입자 q가 균일한 자기장 B하에서 운동한다면 입자는 B와 의 수직방향으로 힘을 받으므로 등속원운동을 하게 된다. 자기장에 의한 로렌츠힘에 의한 등속원운동에 대해 뉴턴의 제2법칙을 적용하면
이된다.
만일 입자가 일정한 자기장으로 입사하기 전에 전위차 의 전기장에 의해 가속이 되었다면 그 퍼텐셜에너지는 운동에너지로 바뀌므로 전자의 입사속도는
이 된다. 위 식으로부터 원운동 반경 r을 구하면 다음과 같다.
여기서 전자의 질량과 전하량은 각각 이다.
전기장 하에서 전자가 반지름 r인 원궤도를 그리며 돌 때 전자의 궤도를 나타내는 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.
한편 실험에서 Helmholtz coil에 의한 자기장 B는 다음과 …(생략)

4.실험방법

5.실험결과

6.분석 및 모의

1) 진공관 : 진공관 내부가 완벽한 진공상태가 아니다.

2) 고전압전원장치 : 전원장치의 전압세기가 안정적이지 않거나, 단위가 kV이기 때문에 아주 정확하게는 전압을 방출하지 않았을 것이다.

3) 전류전원장치 : 전류가 측정 시에 바뀜이 조금 있어서 정확한 전류값을 측정하지 못했다.

4) 모눈종이(x,y값) : 내부에 넣어 놓은 모눈종이가 외부의 충격 등에 의해서 정확한 위치를 못 잡고 있다. 또한 모눈종이에 나타나는 선이 굵기가 존재하기 때문에 정확한 x,y값을 맞추지 못해서 전류 값이 잘못 측정될 수 있다.

7.참고문헌