[부산대] Millikan 유적실험

목차

1.실험목적
2.실험이론
3.실험장치
4.실험방법
5.측정값
6.실험결과
7.결과에 대한 논의
8.결론

본문내용

이번 실험은 전기장 속에서 대전된 기름방울을 통하여 물질의 기본전하량을 알아보는 실험이다. 기름을 분사하여 생겨난 여러 개의 기름방울 중 하나를 임의로 택하여 이동거리와 시간을 측정하는 실험이었는데, 방울의 이동속도가 빠르고 육안으로 구분하기 어려워 측정에 어려움을 겪었다. 기름방울 10개를 가지고 상승 및 하강을 10회 정도 반복했을 때, e평균값 1.24×〖10〗^(-19) C을 얻을 수 있었으며 이를 이론값 1.60×〖10〗^(-19)  C와 비교한 결과, 22.5%의 상대오차가 나왔다. 불확도 ±0.082(×〖10〗^〖-19) )를 고려하더라도 비교적 큰 값의 오차가 발생한 것을 알 수 있다. 이에 대한 오차분석은 다음과 같다.
실험이 모두 사람의 감각에 의존하는 것이었기 때문에 이 과정에서 가장 큰 오차가 발생하였을 것이다. 방울을 육안으로 관찰하여야 하는데, 기름방울의 크기가 매우 작고 방향과 속도가 일정치 않아 정확한 측정을 하는 데에 어려움이 컸다. 또한, 기름방울의 낙하와 상승시간을 초시계를 이용하여 측정하였기 때문에 0.x초의 측정오차가 발생하였을 것이다.
실험 중에 기름방울의 적절한 움직임을 유발하기 위해 지속적으로 대전이 필요했다. 이 과정에서 대전량의 차이가 미소하게나마 발생하여 실험값에 영향을 미쳤을 것이다.
측정 중 온도, 또는 압력차에 의한 공기저항이나 유체역학적인 변화가 실험에 영향을 미쳤을 것이다. 특히, 압력에 의해 공기방울의 부피에 유효한 변화가 생겼을 것이라 생각되는데, 이로 인해 유체 내부의 공기저항이 증가하였을 것이다. 반대로 부피가 커지면서 밀도가 작아진 기름방울은 유체 내에서 비중이 낮아져 유동에 변화가 발생하였을 것이다.
밀리컨의 실험 데이터양에 비해 훨씬 적은 실험을 행하였기 때문에 이로 인한 오차가 발생하였을 것이다. 계산 과정에서 반올림을 사용하였는데 이에 따른 계산오차가 발생하였을 것이다.

결론
이번 실험은 기름방울의 움직임을 관찰하고 상승속도, 낙하속도를 계산하여 이론의 식을 통해 기본 전하량을 결정해 보는 실험이다.

참고 자료

부산대학교 물리학과_
http://www.phys.pusan.ac.kr/phys/14896/subview.do