현대물리실험-Determination of specific electron charge (전자의 비전하 측정) 결과레포트

목차

1. 실제실험방법
2. 실험결과
3. 결과분석
4. 토의
5. 참고문헌

본문내용

1. 실제실험방법
[실험장치 소개]
왼쪽 사진은 DC 파워서플라이다. 튜브 및 코일에 전원을 공급한다. 오른쪽은 헬름홀츠 코일이며, 두 개의 코일사이에 튜브를 넣어서 자기장의 영향을 받을 수 있도록 한다.
아래 왼쪽 사진은 자기장 측정기이다. 센서를 통해서 측정된 자기장을 표시해주며, “영점조절”을 해야한다. 지구에는 고유의 자기장이 존재하므로 특정지점(코일에서 먼 곳)을 영점으로 설정하여 그 점에서의 값을 0으로 하는 것이다. 오른쪽은 자기장 센서이다. 막대의 끝부분에 센서가 위치하므로, 막대의 끝부분을 두 헬름홀츠 코일의 중앙에 위치시키고 자기장을 측정해야 한다. 코일의 가장자리로 가면 자기장이 균일하지 못하다.

헬름홀츠 코일은 두 개의 동일한 원형 코일로 이루어져 있다. 두 코일은 실험 영역을 사이에 두고 중심축을 공유하며 서로 나란하게 위치해 있다. 이때 두 코일 사이의 거리 h는 코일의 반경 R과 같으며 각각의 코일에는 동일한 세기의 전류가 동일한 방향으로 흐른다. 균일한 자기장을 발생시키기 위한 장치이다.일부 기기에서, 지구 자기장을 상쇄시켜 자기장 세기를 0에 근사시키기 위해 헬름홀츠 코일을 사용하기도 한다.
헬름홀츠 코일의 반경이 R이고, 각 코일의 감은 수가 n, 코일을 통해 흐르는 전류의 세기가 I이면, 코일 사이의 중앙점에서의 자기력선속밀도 B는 다음과 같이 주어진다.
이번 실험에서 사용한 헬름홀츠 코일의 개략도와 그 제원은 위와 같다.

<중 략>

[실제실험방법]
⓵ 매뉴얼대로 실험장치를 전선으로 연결한다. 유리로 된 튜브를 두 개의 헬름홀츠 코일의 사이의 공간에 놓는다. 튜브는 유리로 되어있으므로 주의한다.
⓶ 파워서플라이로 코일과 튜브에 전압을 공급한다. 먼저 가속전압에 따른 코일의 전류변화를 측정하기 위해서 코일의 튜브의 가속전압을 300V 에서부터 시작하여 10V 씩 낮추면서 측정한다. 전자의 원궤도운동 반지름은 일정하게 유지해야 한다. 그런데 가속전압이 낮아진다면 분명 코일전류에 의한 자기장의 영향은 그대로이므로 평형을 이루지 못하여 반지름은 더 작아질 것이다.

참고 자료

Haliday, principles of physics 9th, WILEY, p956~p971, p987~p1015
james W. nilsson, Electric circuits 8th, Pearson, p225~p241