- ベストアンサー
電子の比電荷の測定
この前、物理の実験で電子の比電荷（e/m）を測定する実験を行ったのですが、電圧が小さくなるにあたって、e/mの値の誤差が大きくなってしまいました。この原因を考えてみたのですが、分からないので教えてください。お願いします。
- superhawks
- お礼率12% (23/190)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数6
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
関連するQ&A
- 比電荷について…。
比電荷についておたずねしたいことがあります。 ガラス管中にヘリウムガスを満たし、コンデンサーにヒーターにより熱エネルギーを与え電子ビームを作り、その電子ビームの半径と電圧、電流を用いて比電荷を測定する実験をしました。 そこで、誤差がものすごく出たのですがこれは地球からの重力が関係してこんなにも誤差が発生したのでしょうか？ 電子の質量を考えると、そんなに重力は関係ないと思うのですがどうなのでしょうか？ また、この測定で得られた半径-電流のグラフが直線のようになったのはある一定の値をとる一次関数になるのだと思いますが、真の値の関数グラフを計算するとおよそ半比例のようなグラフができてしまいました。なぜ、一次関数のようなグラフができてしまったのでしょうか？ この一次関数のグラフは何らかの意味を持っているように思うのですがどうでしょうか？ よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 微粒子の比電荷について。
レポートでわからないことがあるので質問させていただきます。 まず、微粒子を半径rの球形の一様密度の導体と仮定します。 その微粒子は入射針に込められており、入射針にはある一定の電圧V_0が印加されています。 微粒子は入射針から射出されるのですが、その射出された微粒子の比電荷e/mを求める問題です。 講義で説明された内容は、 質量は、m=(4/3)πρr^3と求められます。 次にGaussの法則より、 4π(r^2)E = e/ε_0 また、電場E = V/rより、これらを連立して解いて、 e/m = e(ε_0)(V_0) / ρr^2 というものでした。 わからない点は、電場をE = V/rとするところです。なぜここで粒子の半径rがでてくるのかがわかりません。 また、この粒子の形状を球以外のひずんだ形、もしくは立方体や、平板状などにしたばあいの比電荷はどうなるのかも、どう考えれば良いのかわかりません。 余裕があれば、こちらの質問にも回答していただけると非常に助かります。 宜しくお願い致します。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電子の位置と運動量の測定
電子の位置と運動量を電磁波を用いて同時に測定すると誤差が出ると聞いたのですが、逆にもし電子の持つ電荷のクーロン力を測定することができたら位置と運動量はうまく決まるのでしょうか?
- 締切済み
- 物理学
- 気柱の共鳴（音速測定）
「気柱に共鳴させたオンサの振動を用いて波長を測定し、 音速を求める。求めた値と音速の理論値を比較し、考察する」 という趣旨の物理実験を行い、考察として口端補正を行いました。 理論的には、ずれの長さaと管の半径ｒの比a/rは0.55～0.85になる と実験書に書かれているのですが、自分のデータから求めると0.5275になってしまいました。 値が0.55より小さいのでλが本来の数値よりも短い値で測定された可能性があると思うのですが、 その原因がわかりません。なぜなのでしょうか… 教えていただけるとありがたいです。 ちなみに高校では物理を履修しませんでした…。
- 締切済み
- 物理学
- 自由電子とホール（正孔） 、「正電荷と負電荷」の考え方
自由電子とホール（正孔） 、「正電荷と負電荷」の考え方 コンデンサに直流電圧をかけると、金属中の自由電子 の分布が偏り両極間に相対的に電荷（静電場）が生じま すね。 このとき、金属内の原子から自由電子が移動して抜けて しまった部分をホール（正孔）と呼ぶと習いました。 これは金属内で自由電子という質量をもつものが移動し た結果と思います。 この場合、自由電子の負電荷量とその抜け穴の見かけ の正電荷量は作用と反作用の関係に相当しますから同 等にならざるを得ませんよね。 一方、原子核と電子はそれぞれの正電荷と負電荷が拮 抗し見かけ上中性を保っている状態と考えてよいですか？ 仮に水素原子（陽子１個、電子１個）を考えた場合、陽子 はあくまで陽子、電子はあくまでも電子ですね？ その場合、 (1)陽子の正電荷は負電荷の抜け穴（正電荷ホール） と考えるべきで見かけ上のものなのか？ (2)それとも負に対し「正の電荷」というものがあると考 えるべきなのか？ どちらでしょうか？ (1)である場合「正電荷」とは単に「負電荷」に対する 反作用ということかと思います。（当然正負の絶対 値は同等になるかと．．） しかしそれでは電子が単独でポツンとある場合で も、その負電荷相当の正電荷が反作用として現れ なければならないと思いますが実際はそうならない ですよね。 (2)である場合、陽子の電荷と電子の電荷の間のどこ かの中性値を基底に正負に振動でもしていない限り 正負の値が必ずしも同等にならないと思えます。 しかしそれでは電子が単独でポツンとある場合、中 性点が無くなり振動はできないので負電荷単独で現 れることができなくなってしまいます。 質量のある自由電子と異なり電荷自体はポテンシャ ルエネルギーのようなもので質量があるとは思えない ので「ある種の中性状態からの偏り」ならば中性に対 して「正の電荷」、「負の電荷」があってもよい、つまり (2)でもよいようにも思えますが．．． （但し、なぜ正負の素量が同じ値をとるのかという謎は 残りますが．．．「何故」には答えられないことが多い） この質問箱で似たような質問と回答を拝見したのですが、 どうも、「自由電子とホール（正孔）」、「正電荷と負電荷」 の違いがゴッチャになっているような気がしましたが．． いかがなものでしょう？
- ベストアンサー
- 物理学
- 間接測定による測定誤差
物理実験で行った実験のデータ処理で誤差を求めています。測定値の平均二乗誤差や確率誤差についてはおおよそ理解できたのですが、間接測定の確率誤差というのがよく分からないのです。 レンズの焦点距離を求める実験ですが、1/a＋1/b=1/fという式を変形し、f=ab/(a+b)となります。a,bについての測定を行い、それぞれの平均二乗誤差がσa,σbであった場合、最確値fの確率誤差を求めるにはどのような計算を行えばいいのでしょうか？
- 締切済み
- 物理学
- 電子と陽子の電荷が等しいのは何故
電子と陽子の電荷が、正負が逆で、完全に一致しているのは、何故なのでしょうか。 理論的に導き出されているのでしょうか、それとも、実験的に、極めて良い一致をしていることが確認されているだけなのでしょうか。 理論的に導き出されているのなら、その理論について、教えていただけるとありがたいと思います。
- 締切済み
- 物理学
- 点電荷、面電苛による等電位線
高二です。先日、物理の授業で次のような実験をしました。 カーボン紙、ファックス原紙、白紙を用いた測定紙の上に１０Vの電圧をかけて (1) 点電荷A、Bを１５センチ離してテスター棒で１～９Vを示す点を探し、等電位線を描く。 (2) 点電荷Aと金属棒Cを１５センチ離してテスター棒で１～５Vを示す点を探し、等電位線を描く。 (3) 金属棒Dと金属棒Cを１５センチ離してテスター棒で１～９Vを示す点を探し、等電位線を描く。 （点電荷A、金属棒Dのほうが電位が高い。） ここで 質問一 実験(1)でA,Bの電荷は同じですか？ 質問二 なぜ実験(2)だけ、測定するのが１～５Vだけでよいのですか？（確かに実験をしたら１～５Vしか測定できませんした。） どうかよろしくおねがいいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
