전자의 비전하 (e/m) 측정

전기장과 자기장을 운동해 지나가는 하전 입자에 작용하는 힘(로렌쯔 힘)과 균일한 자기장을 발생시키는 헬름홀츠 코일(Helmholtz Coil) 이러한 이론들을 바탕으로하여 전자의 비전하 e/m을 측정한다.

1897년에 영국 캠브리지의 카벤디슈 실험실에서 수행한 톰슨(J.J. Thomson)은 음극선이 입자의 흐름이라는 예상 아래 정전기장이나 자기장에 의해 음극선이 마이너스 전기의 흐름처럼 휜다는 것을 보여주고 있다. 음극선이란 희박한 기체 내에서 방전이 일어나면 기압이 대단히 낮기 때문에 일종의 방사선이 음극으로부터 양극 방향으로 흐르게 되는데 이때 흐르는 방사선을 말한다. 톰슨은 음극선이 휘는 것을 관측하여서 음극선을 구성하고 있는 입자의 전하량 e를 그 입자의 질량 m으로 나눈 값인 비전하(e/m)을 구할 수 있었다. 그리고 이 비전하는 방전관 내의 기체나 전극으로 사용한 물질의 종류에 불구하고 일정하다는 것을 알게 되었으며 음극선 입자가 모든 원자에 공통한 구성 요소임을 엿볼수 있으며 이 음전기를 띤 입자를 전자라는 이름이 붙여졌다.

기본 전하 e의 값은 밀리칸의 유적 실험에서 구해졌는데 작은 기름방울의 낙하속도와 여기에 균일한 …