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헬름홀츠코일을 이용한 전자의 비전하 측정 실험2025.11.161. 로렌츠 힘과 전자의 운동 균일한 자기장에 수직으로 입사한 전자는 자기장과 수직인 평면에서 등속 원운동을 한다. 로렌츠 힘은 대전입자가 자기장 내에서 받는 힘으로, 자기장의 세기와 입자의 속도에 의존한다. 전자의 운동 에너지와 로렌츠 힘의 관계식을 통해 전자의 비전하(e/m)를 측정할 수 있다. 2. 헬름홀츠코일의 구조와 자기장 헬름홀츠코일은 균일한 자기장을 만들기 위해 사용되며, 같은 크기의 원형 코일 2개를 축이 공통이 되도록 하고 코일 사이의 간격을 반지름의 1/2로 설정한다. 코일의 반지름 R, 감은 수 N, 흐르는 전류...2025.11.16
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비전하 측정 실험 & 홀 효과 실험 (Electron Charge to Mass Ratio & Hall Effect, 결과보고서)2025.05.011. 비전하 측정 실험 이 실험은 헬름홀츠 코일의 자기장 내에서 진행되었는데, 헬름홀츠 코일의 반지름 R=158mm과 도선을 감은 횟수 N=130에 대해서, 헬름홀츠 코일이 만들어내는 자기장은 수식(1)과 같이 주어진다. 수식(1)을 수식(2)의 운동방정식 (원심력=로렌츠 힘)에 대입하고 eV=(1/2)mv^2의 관계를 이용해 정리하면 비전하에 관한 수식(3)을 이끌어낼 수 있다. 표(3)에 관한 데이터를 수식(3)에 대입하여 유도한 비전하는 표(8)과 같다. 비전하의 참값은 1.76×10^11로, 각 실험에서 이 참값과 오차율을 ...2025.05.01
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전자의 비전하 측정2025.05.041. 전자의 비전하 측정 이 실험은 균일한 자기장 내에 수직하게 입사한 전자가 자기력에 의해 등속원운동 함을 이해하고, 이 운동을 바탕으로 전자의 질량에 대한 전하량의 비인 비전하를 측정하는 것이 목적이다. 실험에서는 전자의 원운동 반경과 헬름홀츠 코일에 흐르는 전류를 측정하여 비전하 값을 계산하였다. 계산 결과, 실험값과 이론값 사이에 약 4.6배의 오차가 있었는데, 이는 전자의 등속원운동 반경 측정의 어려움과 빛의 굴절 등으로 인한 오차 때문인 것으로 분석되었다. 1. 전자의 비전하 측정 전자의 비전하 측정은 전자의 기본적인 성...2025.05.04
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전자의 비전하 측정2025.05.041. 전자의 비전하 측정 이 실험은 전자선속 발생장치를 이용하여 전자의 전하와 질량의 비를 측정하는 것을 목적으로 합니다. 전자가 자기장 내에서 운동할 때 받는 로렌츠 힘을 이해하고, 사이클로트론 운동을 이용하여 전자의 전하와 질량의 비를 측정합니다. 실험 과정에서 전자선속의 궤도와 위치를 관찰하고, 자기장 세기와 전자의 속도 등을 측정하여 전자의 비전하를 계산합니다. 이 실험 원리는 동위원소 구분, 전자광학, 이온광학, 음극선관, 전자 현미경, 입자가속기 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 1. 전자의 비전하 측정 전자의 비전...2025.05.04
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전자의 비전하 측정 결과2025.01.131. 전자의 비전하 측정 이 실험은 운동하는 전자를 자기장 속에서 휘게 하여 원운동을 시켜 원운동의 반지름, 자기장의 세기, 전기장의 속도들의 관계식으로부터 전자의 전하와 질량의 비율인 비전하를 측정하는 것입니다. 실험 결과 평균 비전하 값은 1.76 x 10^-11 C/kg이며, 오차율은 0.56%입니다. 오차 발생 원인으로는 전자의 초기 운동에너지 차이, 진공 상태가 아닌 실험 환경, 비전하 공식 유도 시 고려되지 않은 요소, 빛 유출 등이 있습니다. 1. 전자의 비전하 측정 전자의 비전하 측정은 전자의 기본적인 성질을 이해하는...2025.01.13
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전자의 전하 대 질량 비 측정 실험 결과보고서2025.05.131. 전자의 전하 대 질량 비 측정 이번 실험에서는 두 헬름홀츠 코일 사이에 있는 백열 필라멘트를 가열시켜 방출되는 전자의 음극선 편향을 관찰하였다. 음극선의 모양이 닫힌 원 궤도를 형성한 뒤 원 궤도의 반지름을 통해 전자의 비전하인 e/m 값을 결정하였다. 실험은 가속전압과 코일에 흐른 전류를 독립변인으로 진행하였으며, 이를 통해 전자의 속력과 로런츠 힘의 관계를 이해할 수 있었다. 실험 결과의 오차율은 대부분 2% 이내로 나타났으며, 이는 측정의 한계와 전자들의 초기 운동에너지 차이에 기인한 것으로 분석되었다. 1. 전자의 전하...2025.05.13
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인천대 현대물리학실험 3. Electron Charge to Mass Ratio 실험 예비보고서2025.05.131. 전자의 질량과 전하량의 비 전자의 질량과 전하량의 비(비전하)는 하전입자의 전하와 질량의 비율을 나타내는 물리량이다. 현재 알려진 정보로 전자의 비전하 값 중 전하량은 약 -1.602 x 10^-19 C이고, 질량은 약 9.109 x 10^-31 kg이다. 이를 통해 계산하면 전자의 비전하는 약 1.758 x 10^11 C/kg이다. 이는 수소 이온(H+)과 전자가 같은 전하량을 가지지만 전자의 질량이 수소의 원자핵에 비해 2,000배가량 낮다는 것을 의미한다. 2. 비전하 측정 방법 이 실험에서는 필라멘트를 가열시킨 뒤 음극...2025.05.13
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전하측정2025.05.081. 전자의 전하와 질량비 측정 이번 실험은 전자의 전하와 질량비를 측정하는 실험입니다. 전자의 직접적인 질량을 구할 수 없기 때문에 간접적으로 로런츠 힘에 의한 전자의 원운동을 이용하여 전하와 질량비를 구했습니다. 전자가 자기장 내에서 운동할 때 받는 로런츠 힘을 이용하여 전하와 질량비를 계산할 수 있었습니다. 전류를 높일수록 전자의 궤도 반지름이 작아지는 것을 확인했으며, 이를 통해 구심력과 자기력이 같다는 것을 알 수 있었습니다. 전하의 질량이 매우 작아 직접 측정할 수 없기 때문에 이러한 원리를 이용하여 전하와 질량비를 구했...2025.05.08
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현대물리학 실험 레포트 (2.MEASUREMENT OF ELECTRON'S EM)2025.05.121. 전자의 전하와 질량의 비 측정 이 실험은 전자의 전하와 질량의 비를 측정하고, 대전입자가 자기장 내에서 운동할 때 받는 로렌츠 힘을 이해하는 것이 목적입니다. 가열된 필라멘트 음극에서 방출된 전자가 양극에 가해진 전위차에 의해 가속되며, 자기장 내에서 원운동을 하게 됩니다. 이를 통해 전자의 속도와 운동 에너지, 로렌츠 힘 등을 계산하여 전자의 전하와 질량의 비(e/m)를 구할 수 있습니다. 2. 자기장 생성과 측정 균일한 자기장은 헬름홀츠 코일을 이용하여 생성됩니다. 코일의 반경과 감은 횟수, 전류 크기에 따라 자기장의 세기...2025.05.12
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음극선의 편향 실험2025.11.131. 음극선(Cathode Ray) 음극선은 음극(cathode)에서 방출되는 전자의 흐름으로, 진공관 내에서 양극을 향해 이동합니다. 음극선은 전기장과 자기장에 의해 편향되는 성질을 가지고 있으며, 이러한 편향 현상을 통해 전자의 전하량과 질량의 비(e/m)를 측정할 수 있습니다. 음극선의 발견과 성질 연구는 전자의 존재를 증명하는 중요한 실험적 근거가 되었습니다. 2. 전기장에 의한 편향 음극선이 전기장을 통과할 때, 전자는 전기력을 받아 편향됩니다. 편향의 정도는 전기장의 세기, 전자의 속도, 전기장이 작용하는 거리에 따라 결...2025.11.13
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