현대물리학 실험 레포트 (2.MEASUREMENT OF ELECTRON'S EM)

목차

1. 실험목적 및 소개
2. 실험 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 실험 분석
7. 실험 결론

본문내용

1. 실험목적 및 소개
전자의 전하와 질량의 비를 측정하며 대전입자가 자기장 내에서 운동할 때 받는 로렌츠 힘을 이해한다.

2. 실험이론
가열된 필라멘트 음극에 의해서 방출된 전자는 양극에 가해준 전위차에 의해 가속된다. 양극에 있는 작은 구멍을 통하여 전자가 자기장이 있는 곳으로 들어가면 전자는 속도와 자기장에 수직한 방향으로 힘을 받아 원운동을 한다. 이 실험기구의 관 내부에는 저압의 헬륨가스가 들어 있어서 전자가 수은과 충돌하여 헬륨가스를 여기 시킨다. 여기 된 헬륨가스에서 나오는 형광에 의하여 전자의 궤도와 위치를 결정할 수 있다. 전하량이 e인 전자가 전위차 V인 곳에서 가속될 때 얻는 운동 에너지는 이므로 전자의 질량을 m이라고 할 때 전자의 속도는 다음과 같이 주어진다. 자기장 B속에서 속도 v로 운동하는 전자가 받는 로렌츠 힘 F는 F = -ev * B이다. 이 힘은 속도에 수직한 방향으로 작용하므로 구심력이 되어 전자를 원운동하게 한다. 원운동의 반경을 r이라고 하면 전자에 작용하는 힘은 다음과 같이 주어진다.
위의 v식과 F의 식으로부터 이 된다. 균일한 자기장은 헬름홀츠 코일에 의하여 생긴다. 코일의 반경이 R이고, 코일로부터 x만큼 떨어진 점에서의 자기장의 크기는 다음과 같다.

참고 자료

없음