밀리컨 기름 방울 실험 결과

소개글

밀리컨의 기름 방울실험을 이론적으로 분석하고 실험하여 실험 결과를 정리하였습니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 결과

4. 분석

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

1897년 수증기 구름의 전체 전하에 관한 타운센드(J. S. Townsend)의 실험과 톰슨(J. J. Thomson)의 음극선 성질에 관한 실험이 전자의 전하에 대한 최초의 간접적인 측정실험으로 알려져 있다. 그 후 약 1906년경부터 밀리컨(R. A. Millikan:1868∼1953)은 전자 전하에 흥미를 갖고 수증기 구름을 이용하여 간접적인 측정을 시도했으나 성공하지 못하다가 1909∼1917년에 걸쳐 기름방울을 이용한 실험으로 전자 전하 측정에 성공했다. 이 전자의 전하는 전하의 기본단위가 되어, 지금껏 발견된 어떠한 소립자이라도, 또는 대전된 원자나 분자 등도 전하는 이 전자전하의 정수배의 값을 갖는다.
이 기름방울실험은 그림 1에 나타난 것처럼 전기장 속에 음으로 대전된 질량 m인 기름방울을 넣었을 경우, 기름방울에 작용하는 여러 종류의 힘(전기력, 중력, 부력, 저항력)과의 관계로부터 전자전하를 구하는 직접적인 측정법이다.
작은 원자화된 기름 방울이 축전기 판의 동등한 자기장에 들어간다. 원자화되는 동안, 개개의 방울은 마찰적 전기 때문에 전하 Q를 받는다. 이러한 질량을 가진 방울은 전기장 E에서 가해지는 아래의 힘을 받는다.
- 전기적 힘=
- 무게 =
방울이 공기에 있다고 가정하면, 아래의 힘이 또한 작용한다.
- 들어올리는 힘 , 여기서 은 방울에 의해 옮겨진 동안의 공기의 질량이다
- 스토크의 마찰적 힘 , 만약 방울이 주변 공기에 대해 상대적으로 움직일 때이다( = 공기의 점성도, r=방울의 반경으로 공 모양이라고 가정하였다.)
장이 걸리지 않은 공간에서 떨어지는 속력 은 방울의 반경 r에 의해 결정된다.

참고 자료

LEYBOLD-HERAELUS “free charge carriers”