[연세대학교] 일반물리학및실험(2) / 공학물리학및실험(2) 1. 밀리컨 기름방울 실험 실험 결과레포트

소개글

"[연세대학교] 일반물리학및실험(2) / 공학물리학및실험(2) 1. 밀리컨 기름방울 실험 실험 결과레포트"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의 및 건의 사항
4. 참고 문헌

본문내용

5. 실험 결과
Experiment 1-1. Experimental Conditions
실험 1-1에서는 밀리컨의 유적(油滴, 기름방울)실험을 통해 기본 전하량을 측정하기에 앞서서 기본 조건에 대해 측정했다. spacer의 간격을 나타내는 는 버니어 캘리퍼스로 측정한 결과 1.00×10-2 m로 측정되었고, 멀티미터를 통해 계산한 결과 thermistor의 저항값은 평균적으로 8.73 kΩ이었다. 그리고 사용한 기름의 밀도는 886 kg/m3이었으며, 축전기 전극간 전위차는 300. V로 맞춰놓고 실험을 시작하였다. 또한, 1주차 실험 매뉴얼에 기재된 thermistor 저항-온도 변환 표에 가장 비슷한 저항값이 없었기 때문에, thermistor의 온도를 결정짓는 저항-온도 관계식을 찾아 선형화시킨 후 저항값을 대입하였다. thermistor의 저항값은 는 상온 (단위는 켈빈)에서의 저항값, 는 thermistor 상수일 때 다음과 같이 표현할 수 있다.

이 식의 양변에 자연로그를 취하면 ln ln가 되는데, 이는 그림 1과 같이 x축이 이고 y축이 ln인 경우에서 기울기가 이고 y절편이 ln인 직선과 같다. 이 때, 온도가 상승할수록 저항값이 작아지기 때문에 이 직선의 기울기는 양수임을 알 수 있다. 매뉴얼에 주어진 데이터를 통해 값과 값을 구할 필요 없이 바로 저항값을 대입해서 온도를 구하면 약 28.52℃라는 값이 도출된다.

그림 1 thermistor의 저항과 온도의 관계

Experiment 1-2. Mesured Values
실험 조건을 확인한 후 본격적으로 실험을 실시하였다. 먼저 전기장을 생성시키고, 기름방울을 주입한 후 대전시켜 적절한 기름방울을 선택하여 0.5mm (눈금 다섯 개)를 자유낙하하는 시간을 재고, 전기장을 반대로 걸어 상승하는 시간을 재는 것을 5회 반복한다. 이것을 다른 방울을 찾아 10회 반복한다. 실험하는 도중에 전원 공급기가 제공하는 전력의 전위차가 실험시마다 바뀌었고, 실험 결과는 아래의 표와 같다.

참고 자료

Hugh D. Young and Roger A. Freedman, University Physics with Modern Physics (14th Ed.), Pearson, 2016.