밀리컨 유적실험 (이론+결과데이터+분석및토의)

소개글

직접작성
직접실험

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 관련이론
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 분석및토의
7. 참고문헌

본문내용

대전된 기름방울을 균일한 전기장 속에서 운동시켜 관찰된 운동으로부터 기름방울의 전하를 직접 측정하고, 측정한 전하가 기본전하의 정수배라는 사실로부터 전자 하나의 전하를 구한다.

3. 관련이론
(1) 실험의 개괄적 이해
1909년 R. Millikan은 이온화 전하(ionic charges)를 재는 믿을만한 방법을 고안했다. 이 실험은 전기장 하에서 작은 기름방울의 운동을 관찰하는 것으로 구성되어 있다. 보통은 기름방울은 몇 개의 전자를 얻게 되고 보존역장은 기름방울의 속도를 떨어뜨려서 한 방울의 기름 입자를 격리시킬 수 있다. 물론 약간의 증발이 있을 수는 있지만 기름방울의 질량은 긴 관찰 시간동안 상수로 남아있다. 원리적으로 우리가 전기장 E에 의한 힘을 구한다면 다음과 같다.

우리는 여기서 몇 개의 기름방울을 측정함으로써 ne의 값을 얻을 수 있다. 물론 같은 기름방울에서도 서로 다른 정수 값 n에 대하여 전자의 전하치 e를 구해낼 수 있다. 전기력의 측정은 다음 두 가지 방법으로 행해질 수 있다.
첫 번째는 null method에 의한 것으로서 중력에 대하여 기름방울을 균형화 시킴으로서 측정한다. 두 번째 방법은 여기서 설명한 바와 같이 이 두 힘, 즉 전자기력과 중력 사이에서 방울의 운동을 관찰함으로서 가능하다. 일정한 힘을 받게된 기름방울은 곧 stoke's law에 의하여 종말속도(terminal velocity)에 도달하게 된다. 즉 다음의 관계식이 성립하게 된다.

여기서 a는 기름방울이 구라고 보았을 때의 반지름을 나타내고 n은 기름의 점성을 나타낸다. 그리고 v는 종말 속도를 나타낸다. 기름방울의 반지름을 구하기 위해서는 기름방울의 자유낙하를 관찰해야한다. 이 기름방울에 미치는 중력의 힘은 다음과 같다.

참고 자료

현대물리학 / BEISER / 교보문고