고급물리실험 - 밀리칸 기름방울 레포트

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목차

Ⅰ. 실험목적

Ⅱ. 실험원리
1. 밀리칸의 기름방울 실험
2. 스토크스 법칙(Stokes’ Law)
3. 기름방울의 속도와 전기장 사이의 관계

Ⅲ. 실험기구 및 재료

Ⅳ. 실험방법

Ⅴ. 측정값

Ⅵ. 실험결과
1. 질량 구하기
2. 전하량 구하기

Ⅶ. 논의

Ⅷ. 결론

본문내용

Ⅰ. 실험목적
- 스토크스 법칙(Stokes’ Law)에 대하여 이해하고 스토크스 법칙(Stokes’ Law)을 이용하여 공기 중에서 기름방울의 낙하 속도를 측정함으로써 기름방울의 질량을 계산한다.
- 전기장을 걸어 주었을 때 기름방울의 속도를 측정하여 기름방울 전하에 작용하는 힘을 계산하고 기름방울에 대전된 총 전하를 측정한다.
- 동일한 기름방울에 대한 측정 결과를 통해 전기의 원자적 특성을 이해한다.

Ⅱ. 실험원리
<밀리칸의 기름방울 실험>
- 밀리칸의 기름방울 실험은 1909년 기본 전하(전자의 전하)를 측정하기 위해 로버트 앤드루스 밀리컨과 하베이 플레처에 의해 행해진 실험이다. 먼저, 전압을 걸어 준 평행 판 사이에 분무기로 기름방울을 뿜어 준다. 이 기름방울들은 분무기에서 방출될 때 분무기 노즐과 공기와의 마찰에 의하여 전하를 띠게 되고 평행 판 사이에서 전기력을 받는다. 이 실험은 중력에 의해 내려가는 힘과 두 금속 전극사이의 정지된 전하를 띤 작은 기름방울에 작용하는 전기력 사이의 균형 상태를 측정한다. 이 때 위로 향하는 전기력과 아래로 향하는 중력이 비슷하면 이 기름방울들은 정지하거나 등속 운동을 할 것이다. 이것을 망원경으로 관찰할 수 있다.기름의 밀도를 알면, 기름방울의 반지름으로, 기름방울의 질량과 이에 작용하는 중력과 부력을 얻을 수 있다. 알고 있는 두 전극 사이의 전기장의 크기를 이용하여, 밀리컨과 플레처는 기름방울들의 정적 평형 상태에서의 전하를 결정할 수 있었다.

<스토크스 법칙(Stokes’ Law)>
- 다양한 크기의 입자로 구성된 유체의 어느 지점에서의 밀도를 알기 위해서는 크기가 다른 입자들의 침강속도에 관해 알아야 한다. 스토크스 법칙은 어느 주어진 밀도와 점성을 지닌 유체에서 중력의 영향아래 침강하는 구형입자의 종말속도는 입자의 반경의 제곱에 비례한다는 것이다.

참고 자료

일반물리학 Fundamentals of Physics 개정9판 D. Halliday, R. Resnick, J. Walker
Instruction Manual and Experiment Guide for the PASCO scientific Model AP-8210(Milikan Oil Drop Apparatus)