중앙대학교 일반물리실험(2)-기초 자기장과 기초 전자기 유도 실험 A+ 받은 자료입니다.

소개

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목차

[1] 실험값
[2] 결론

본문내용

[1] 실험값
‘3. 실험’의 과정 중에 주어진 물음에 대한 답을 기술하시오.
물음 1: 자기장 내에 수직하게 입사한 하전입자는 원궤도 운동을 하는가?
Ans)
입사한 하전입자는 원궤도 운동을 한다.
Sol)
전자는 자기장 내에서 운동할 때 속도의 방향(v ⃗)과 자기장의 방향(B ⃗)에 수직인 성분의 방향으로 자기력(F ⃗B)을 받는다. 식으로 표현하면 F ⃗B=qv ⃗×B ⃗ 이다. 이를 실험에 적용해보면 실험 1에서 전자를 자기장에 수직하게 입사 시켰기 때문에 속도의 방향(v ⃗)와 자기장의 방향(B ⃗)은 수직이 된다. q는 전자의 전하량이므로 –e이다. 따라서 전자는 원 궤도의 중심을 향하는 방향으로 일정한 자기력을 받기때문에 자기장 내에 수직하게 입사한 하전입자는 등속원운동을 하게 된다.

물음 2: 전류를 증가시켜 자기장을 크게 하면, 원궤도의 반경은 이전에 비해 어떠한가?
Ans)
작아진다.
Sol)
F ⃗B=qv ⃗×B ⃗에서 q는 전자의 전하량이므로 -e이고 v ⃗와 B ⃗이 이루는 방향은 수직이므로 FB=-evB 이다.
(r은 원궤도의 반지름) 라는 식에서 r=mv/eB 를 도출해낼 수 있고 자기장(B)과 원궤도의 반지름(r)은 반비례한다는 사실을 알 수 있다. 따라서 전류를 증가시켜 자기장을 크게 하면 원궤도의 반경은 이전에 비해 작아진다.

<중 략>

[2] 결론
이번 실험은 기초 자기장과 기초 전자기 유도에 관한 실험이었다. 보고서에 언급한 실험은 크게 6가지이다. 물음 1, 2, 3에 해당하는 실험을 통해 균일한 자기장에 수직하게 입사한 하전 입자의 운동을 관찰하면서 자기장 내의 운동하는 입자가 자기력을 받는 것을 확인하였다. 전자를 자기장에 수직하게 입사시키면 v ⃗와 B ⃗는 수직을 이루고 전자의 전하량은 -e이므로 전자는 원궤도의 중심을 향하는 방향으로 FB=evB 크기의 일정한 자기력을 받는다. 그 결과, 전자에 작용하는 자기력은 구심력으로 작용하여 전자를 등속원운동 하게 하는 것을 확인 할 수 있었으며 이를 정리한 식은 아래와 같다.

참고자료

· 없음