인천대학교 현대물리학실험 Electron Charge to Mass Ratio 예비보고서

소개글

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목차

1. 목 적
2. 실험원리
3. 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 시 주의사항

본문내용

1. 목 적
전자의 전하와 질량의 비(e/m)을 측정하여 대전입자가 자기장 내에서 운동할 때 받는 자기력을 이해합니다.

2. 실험원리
■ 비전하:
하전입자의 전하와 질량의 비율을 나타내는 물리량입니다. 분야에 따라 단위전하 당 질량이나 단위질량 당 전하량을 사용합니다. 전자의 비전하의 값은 으로 기본물리상수입니다. 이 방법을 통해 뿐만 아니라 전자가 질량과 전하를 가졌고, 전자의 비전하 가 수소이온 의 비전하 보다 훨씬 작다는 것까지 증명하였습니다. 이는 수소이온과 전자가 같은 전하량을 가지지만 전자의 질량이 수소원자핵보다 훨씬 작다는 것을 의미합니다.

■ 전자의 비전하 측정:
가열된 필라멘트 음극에서 방출된 열전자는 양극에 가해준 전위차에 의해 가속됩니다. 양극의 작은 구멍을 통해 직진하는 전자는 헬름홀츠코일이 만드는 균일한 자기장으로 입사하여 진행속도와 수직한 방향으로 힘을 받아 원운동을 합니다. 이때 실험기구의 관 내부에는 저압의 기체가 들어있으므로 전자가 기체원자와 충돌하는 경우 기체가 여기(excitation, 양자역학적 상태 중, 에너지가 가장 낮은 바닥 상태보다 에너지가 높은 상태)되며 다시 안정한 상태로 돌아가는 과정에서 빛을 내게 됩니다. 그러므로 전자가 지나가는 궤적을 따라 옅은 초록빛을 관찰할 수 있습니다.자는 원운동을 하게 됩니다.

참고 자료

네이버 지식백과(여기), https://terms.naver.com/entry.naver?docId=443273&cid=42377&categoryId=42377(2021.O0.OO)