e/m 측정 실험 (사전 보고서)

소개글

1. A+받은 리포트입니다.
2. 물리학 전공 현대물리학 실험 수업중에 사전 보고서로 제출한 내용입니다.
3. 체계적으로 구성되어 있습니다. (목차 참고)

목차

■ 실험 목적

■ 실험 준비물

■ 이론
1. 전자의 비전하(e/m)측정이 갖는 의의
2. 전자의 비전하(e/m)측정의 이론

■ 실험 방법

본문내용

1. 비전하 측정 장치 Set

비전하관 장치는 전자총과 눈금자가 들어 있는 유리관(이를 비전하 관이라고 함)이 헬름홀츠 코일 속 중앙에 놓여 있고 코일, 필라멘트, K-P간에 각각 전압을 걸어 줄 수 있는 단자가 밑에 배치되어 있다. 코일에는 DC12V 단자를 통해서 12V의 직류가 걸리지만 왼쪽 밑에 있는 가변저항을 거쳐서 코일로 들어가므로 가변저항의 둥근 손잡이를 돌려주면 코일에 흐르는 전류를 조절할 수 있어 자기장을 변화시킬 수 있도록 되어 있다.

필라멘트에 전류를 흘려서 금속을 가열하면 전자들이 튀어나온다. 물론 진공 속에서 가열하여야 한다. 금속을 가열하여 튀어나오는 전자를 열 전자라 부르고, 외부에서 전압을 가하여 이 열 전자를 가속하면 전압에 따라 전자의 속도를 조절할 수 있다.
이들 전자를 자기장에 주입하여 그 운동을 관측할 수 있다. (이 때, 가능한 한 전자의 주입 방향이 자기장에 수직되게 한다. 이는 나선 원운동 보다 단순한 원운동이 더 단순하기 때문이다.)
전자의 운동을 관측할 수 있도록 하기 위하여 진공관 속에 희박한 수은 증기를 주입하여 전자가 지나갈 때 일부의 전자가 수은 가스의 원자와 충돌하여 파란 빛을 내도록 하여 놓은 진공관을 사용하면, 전자의 운동 경로에 따라 파란 빛을 관측 할 수 있다.

비전하 관 내부에는 텅스텐 필라멘트 바로 위에 금속으로 된 음극(cathod : K로 표기)이 있고, 그 위에 3mm 간격으로 조그마한 구멍이 한 개 뚫린 양극(plate, anode: P로 표기)이 배치되어 있다. 처음에 이 관내의 공기를 뽑아 내어 진공도가 약 10-5 Torr정도로 되게 한 후 0.1Torr 정도까지 아르곤 기체를 투입시킨다. 아르곤 기체를 봉입하는 이유는 운동하는 전자가 아르곤 원자와 충돌하여 아르곤 원자 내의 전자가 여기 되었다가, 바닥 상태로 천이될 때 방출되는 광자에 의해 운동전자의 궤도를 눈으로 확인할 수 있게 하기 위해서이다.

참고 자료

없음