현대물리학 실험 - 전자의 e/m 측정
1. 관련개념
: 전자총, Helmholtz Coil, 자기장 속에서의 전자의 운동
2. 목적
: 운동하는 전자를 자기장 속에서 휘게하여 원운동을 시켜 원운동의 반지름, 자기장의 세기, 전자의 속도관계에서 e/m을 측정한다.
3. 예습내용
: ①전자관(CRT, Cathod Ray Tube)속의 전자총에서 튀어나오는 전자의 속도 v와 가속전 압 U의 관계
② Helmholtz Coil이 만드는 자기장 B=B(R,I,N)
③ 자기장 속에서 운동하는 하전입자(charged particle)의 속도v와 자기장 B와의 관계
④ e/m측정의 다른 방법
4. 기구 및 장치
: e/m 측정용 전자관구, 전자관용 전원공급장치(AC 6.3V 3A, DC150-300V), 직류전원(DC0-12V 3A), 직류전압계(DC 300V), 직류전류계(DC5A), Helmholtz Coil, 가변저항(0-50, 3A), 연결선등.
5. 이론
(1) 전자관구의 구조
그림1. e/m측정용 전자관의 구조.
(2) Helmholtz Coil에 의한 자기장
그림2에 나타낸 코일배열의 중심점 P에서 자기장의 세기는 다음과 같이 주어지다.(이 결과식을 도출해 보라.)
그림2. Helmholtz Coil의 모양
6. 실험
① 전자관의 P-K간 전압극성에 유의할 것.
② Helmholtz Coil에 흐르는 전류는 바꿀수 있음.
바꾸면 어떤일이 일어나는가를 보라.
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2014.05.23
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