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밀리컨 기름방울 실험실

PHYS.RUN / 전하 · 실험 03
KO

한 방울. 하나의 전하.

기록된 장치, 측정할 수 있는 궤적.
실험실을 조립하는 중형상 · 광학 · 기름방울 운동
국소 중력
전극판 전기장 · 위가 양(+)
평균 수직 이동
항력 이완 시간
원시 관측 → 추론

측정 실험노트

측정값
최근 |q|
같은 방울의 전하 변화

자유 낙하와 전기장 인가 측정값을 수집합니다. 전하는 연속적으로 추정되며, 전기소량의 배수로 반올림하지 않습니다.

기름방울 / 사건낙하 시간 t (s)전압 인가 시 t (s)V 위−아래r (μm)q (10⁻¹⁹ C)σq (10⁻¹⁹ C)

관측 결과가 여기 나타납니다. 짝지어진 측정 실행으로 시작하세요.

CSV에는 부호가 있는 속도, 설정, 타임스탬프, 타이밍 거리, 추정 전하, 실험실 모드, 모델 버전, 다시보기 실행 번호가 포함됩니다. 숨겨진 전하는 내보내지 않습니다. 불확실도는 모델 추정값일 뿐, 완전한 계측기 보정이 아닙니다.

근거, 방정식, 한계

계기 뒤의 모델

01 / 이것은 어떤 장치인가

교육용 장치로 구현한 밀리컨 실험의 교육용 재구성이며, 밀리컨의 1909년 또는 1913년 장치를 그대로 복제한 것은 아닙니다. 문서화된 값: 60 mm 황동 전극판, 공칭 간격 7.62 mm, 입구 구멍 0.5 mm, DC 0–500 V, 30배 정립상 현미경, 0.1/0.5 mm 레티클, 기름 밀도 855 kg/m³, 전극판 배선당 10 MΩ. 섀시, 고정구, 분무기, 렌즈, 케이블, 전원 외함은 제조 CAD가 아니라 재구성한 것입니다.

02 / 운동은 계산되며 애니메이션이 아니다

움직임은 실제로 계산됩니다 — 부력, 밀리컨 슬립 보정(b = 8.2 × 10⁻³ Pa·m)을 적용한 스토크스 항력, 열 확산을 포함한 3차원 랑주뱅 방정식을 매 1/120초마다 정확한 상관 위치-속도 오른스타인-울렌벡 갱신으로, 재현 가능한 시드와 함께 진행시킵니다. 전원은 마이크로초 단위로 이완하는 RC 회로입니다. 전극에 닿는 방울은 재사용되지 않고 부착됩니다.

03 / 독립적인 추론

타이밍 게이트는 레티클 눈금선 사이 0.50 mm를, 0.4 μm RMS 위치 잡음과 함께 측정합니다. 반지름은 낙하 속도에서, 전하는 부호 있는 전기장 인가 속도와 전압, 챔버 판독값에서 얻으며, 결과는 e의 배수에 맞춰지지 않습니다. 1시그마 추정값은 열적/위치 산포, 0.1 V 해상도, 가정된 10 μm 스페이서 불확실도를 전파한 것이며, 완전한 계통오차 예산이 아닙니다.

04 / 이 모델의 한계

중심 균일 전기장 E = V/d만 사용합니다 — 가장자리 효과, 구멍에 의한 섭동, 상 전하, 대류, 증발, 방울 간 상호작용은 풀지 않습니다. 중력은 고도 보정을 포함한 WGS 84를 따르고, 공기 밀도는 p/(R·T), 점성은 서덜랜드 법칙을 따릅니다. SI 단위 e 값으로 생성한 정수 전하는 이를 양자화의 새로운 증거가 아니라 측정 방법에 대한 모의 시험으로 만듭니다.

모델, 출처, 한계
수치 검사