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밀리칸의 기름방울 실험 요약

저작시기 2008.10 |등록일 2010.04.25 한글파일한글 (hwp) | 3페이지 | 가격 500원

소개글

물리세미나에서 서로 토의한 밀리칸의 기름방울 실험을 모두 모아 하나로 요약했다.

목차

Ⅰ. 밀리칸의 기름방울 실험
Ⅱ. 전하량의 정수배
Ⅲ. 전하량의 양자화
Ⅳ. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 밀리칸의 기름방울 실험
그림 1. 전기장 하에서 대전된 기름방울의 운동. 이 기름방울은 전기력과 중력의 영향으로 위로, 또는 아래로 운동을 할 것이다. 전압을 적당히 조절하면 기름방울을 정지시킬 수 있다.
1897년 수증기 구름의 전체 전하에 관한 타운센드(J.S.Townsend)의 실험과 톰슨(J.J.Thomson)의 음극선 성질에 관한 실험이 전자의 전하에 대한 최초의 간접적인 측정실험으로 알려져 있다. 그후 약 1906년경부터 밀리컨(R.A.Millikan:1868∼1953)은 전자 전하에 흥미를 갖고 수증기 구름을 이용하여 간접적인 측정을 시도했으나 성공하지 못하다가 1909∼1917년에 걸쳐 기름방울을 이용한 실험으로 전자 전하 측정에 성공했다. 이 전자의 전하는 전하의 기본단위가 되어, 지금껏 발견된 어떠한 소립자이라도, 또는 대전된 원자나 분자 등도 전하는 이 전자전하의 정수배의 값을 갖는다.

이 기름방울실험은 그림 1에 나타난 것처럼 전기장 속에 음으로 대전된 질량 m인 기름방울을 넣었을 경우, 기름방울에 작용하는 여러 종류의 힘(전기력, 중력, 부력, 저항력)과의 관계로부터 전자전하를 구하는 직접적인 측정법이다.

이 기름방울에는 중력(Fg)이 아래 방향으로, 또한 공기에 의한 부력(Fb)이 위 쪽으로 작용된다. 이 둘에 의한 아래 방향으로의 합력을 기름방울의 무게(Fw)라 할 수 있을 것이다. 이 무게를 공기의 밀도(ρ), 기름방울의 밀도(σ), 그리고 기름방울의 반경(a)으로 나타내면 다음과 같다.
<식 1>
기름방울이 무게(Fw), 정전기력 등의 일정한 힘을 받아서 운동을 할 때에는 속력에 비례하는 저항력에 의해 최종적으로는 등속운동을 하게 된다. 이때 기름방울의 외부에서 작용하는 힘은 저항력과 비기게 된다. 공기중에서 반경 a인 구가 받는 저항력(Fr)은 다음과 같이 기름방울의 종속도(terminal velocity : v)와 공기의 점성계수(η)에 비례한다.
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