쿨롱상수의 측정 (Coulomb Balance)

2) 실험기구 및 장치:
Coulomb balance set. Farday Ice Pail, Electrometer, High-voltage Power supply, Conneting Cords etc........

3) 이론
하나의 점전하가 다른 점전하에 작용하는 힘은 그 전하들을 연결한 선을 따라 작용하고 힘의 크기는 그 전하들을 분리한 거리의 제곱에 반비례, 두전하량의 곱에 비례한다. 만일 두 전하가 같은 부호이면 척력이 되고 다른 부호이면 인력이 된다. 이와 같은 쿨롱의 법칙을 수학적 표현을 사용하여 더욱 간단하게 기술 할 수 있다.


그림1에서와 같이 q1과q2는 전하 q1에서q2를 가르키는 백터 r12의 크기로 분리된 두 점전하라고 할 때 전하 q1이q2에 작용하는 힘 F12는
F = κ(q1 * q2 / r122) r^12 -------(1)
가 된다. 여기서 r^12 = r12/r12는 q1에서 q2를 향하는 단위백터이고,
κ 는 쿨롱상수로서 그 값은 κ = 8.99 * 109N m2/C2 -------------------(2)
이다. 뉴턴의 제 3 법칙에 의해 q2 가 q1 에 작용하는 힘 F12 는 F12 의 음의 값이다.
즉 F12 는 F21 과 크기는 같지만 방향은 반대이다. 따라서 전하 q1 이 거리 r 만큼 떨어진 다른 …