Meghatározási módszerei a fajlagos töltésű elektron
Fentebb kiderült, hogy az alakváltozás által tapasztalt töltött részecskéket elektromos és mágneses terek függ az adott felelős a részecskék. Ezért mérésével ez az eltérés lehet meghatározni e / m.
Ha a kezdeti sebesség ismert, és be lehet állítani egy bizonyos módon egy kísérletet, hogy meghatározza az e / m elegendő mérésére a részecskeméret vagy eltérés egy elektromos vagy mágneses mezők és a képletekben (10) vagy (14) kiszámításához e / m.
Ha a sebesség a részecske nem ismert, majd meghatározni a e / m van szükség, és az elektromos és mágneses eltérítés.
1. Egy példa az első csoport a meghatározó eljárásokat külön díj az a módszer, mágneses fókuszálás. A kísérleti elrendezés a 4. ábrán látható. Az elektronok által kibocsátott a katód K, gyorsított az elektromos mező által jön létre a katód és a membrán 1. A membrán D D 1 van egy kör alakú nyílás, amelynek a középpontja egybeesik a sugár tengelyével.
Membrán D 2 halad csak azok az elektronok, hogy mozognak a alkotói egy kúp nyitási szöggel 2 α. A membrán D 2 elektronok axiális zónában egy homogén mágneses mező indukció B által generált mágnesszelep, és esik a foszfor képernyő E. Az eredmények szerint a korábban kapott, elektronok ebben az esetben mentén mozog egy hengeres spirál, amelyben a kezelés időtartama (lásd. (17.1 )) az elektron nem függ az értéket. audio felől a kezdeti sebességét, és határozza meg csak a értékei e / m és B. Miután mindegyik tekercs elektronok áthalad a nyaláb tengelyen h távolságok. 2 órán át. a membrán D 1. ahol h - lépcsős spirál. Ezeken a pontokon a gerenda keresztmetszete a legkisebb, azaz amelyben az elektronsugár középpontjában. Beállításával a nagysága a mágneses mező, biztosítani tudja, hogy összpontosítva végezte a képernyőn E. azaz egy l távolságra a membrán D 1. feltételek gerenda összpontosítva a képernyőn vannak L = NH. ahol n = 1,2,3. Behelyettesítve h expresszió (18), és figyelembe véve,
hogy a sebesség a elektronok határozzák υ 0 U. között alkalmazott feszültség a katód K és a membrán D 1.
Végül, az l = nh van L =
ahol d - közötti távolság a katód és az anód; S - felülete a katód egyenlő a felülete az anód; ε 0 - Elektromos állandó.
Így a voltamper jellemző vákuum dióda lehetővé teszi, hogy meghatározzuk azt az arányt e / m.
3. A példa meghatározó módszer e / m mágneses és elektromos mezők a Thomson módszer.
A módszer lényege az, hogy kompenzálja a elektron által okozott alakváltozás a mágneses mező, egyidejű hatása egy elektromos mező. Ha az elektromos és mágneses mező kölcsönösen merőlegesek és irányított oly módon, hogy az első közülük igyekszik kitérni elektron felfelé, lefelé és a második, a kapott iránya függ az erők egyensúlyát F E és F m,
Engedje meg, hogy a feltételek a fegyverek egyenlősége (19) v a sebesség és helyettesítheti annak értékét a (14) egyenlet.
Kapunk tg β = e B 2 l. ahol m E
Így, ismerve a hajlásszöge β. B. indukált mágneses mező és az elektromos mező, az eltérés kompenzálására, lehetőség van, hogy meghatározza az értéket e / m.
4. meghatározása e / m keresztbe elektromos és mágneses mezők is végre két-elektródás vákuumos eszközök - dióda. Ezt a módszert a fizika, mint egy módszer a magnetron. Cím módszerrel kapcsolatos, hogy használt a dióda konfigurációban az elektromos és mágneses mezők ezen mezők azonos a konfiguráció magnetronok - használt készülékek elektromágneses hullámokat gerjeszt a mikrohullámú régióban. A módszer lényege a következő.
Legyen A közötti hengeres anód és hengeres katódja K (5a.) Mentén elhelyezett az anód, egy potenciális különbség U egy. létrehozása
az elektromos mező E r. sugárirányban az anód a katód, és a mágneses mező merőleges az elektromos mező.
Hiányában egy mágneses mezőt (B = 0) az elektronok az elektromos mező által E R között az anód és a katód mozognak egyenes vonalúan a katód felől az anód (ábra. 5b). Upon alkalmazása egy gyenge mágneses mező, amelynek iránya tengelyével párhuzamos az elektródák, a pálya az elektronok ívelt alatt Lorentz-féle erő, de azok elérnék az anód. Egy bizonyos kritikus értéket a mágneses mező indukció B = B kr. útvonal
ívelt úgy, hogy amikor az elektronok eléri az anód a sebességvektor tangenciálisan irányított az anód. Végül, egy kellően erős mágneses mező, ha B> B cr. elektronok nem esik rá az anód. A B érték nem konstans kr
értéket ehhez az egységhez, és függ az alkalmazott közötti az anód és a katód potenciál különbség U egy.
A pontos kiszámítása a pálya az elektron mozgás a magnetron nehezíti elektron mozog sugárirányban egy nem egyenletes elektromos mező. Azonban, ha az R sugár a katód sokkal kisebb, mint a sugara az anód b. az elektron vezető útvonalat írja le, amely közel van a kör alakú, mivel
az elektromos térerősség, hogy felgyorsítja az elektronok maximális lesz a katód. Ha B = B cr sugara a kör alakú nyomvonal az elektron R, amint a
5. ábra, felével egyenlő a sugara a anód: R = b / 2. Ezért megfelelően (13) van
Így, hogy meghatározzák a konkrét töltés az elektron által az anód a magnetron elegendő ahhoz, hogy mérni a potenciális különbség U egy. egy anódot és egy kritikus sugara b
értéke mágneses mező indukció B kr. ahol az anód áram eltűnik.
Kísérletek mérésére specifikus töltése e / m töltött részecskék felfedezéséhez vezetett a létezését az elektronok. A fogalmak elektron elektronemisszióra törvényeket is kifejtette, hogy a fényelektromos jelenségen mezőemissziós, vezetőképesség fémek. Tanulmányozva a lehajlás töltött részecskék elektromos és mágneses mezők találhatók nem csak a konkrét felelős elektronok hanem ionokat. Ismerve a tömeg a ionok megtalálhatók, és a tömeg a atomok az anyag. Ezért az e / m mérés gáz ionok fontos és pontos meghatározásának módszere az atomi tömegek, és széles körben használják a modern fizika. Erre a célra, speciális eszközök vannak, a továbbiakban együttesen tömegspektrográf (ha a helyzet a gerendák határozza meg a fényképészeti módszer), vagy tömegspektrométerek (amikor regisztráció gerendák elektromos módszerek).
Megnevezés Egység MEGHATÁROZÁSÁRA fajlagos töltésű elektron magnetronos
Ebben a laboratóriumi munka a fajlagos töltésű elektron határozza meg az egyik módszer figyelembe vett - a magnetron. Ehhez egy laboratóriumi beállítások használatával egy két elektróda lámpa hengeres anód és a katód. A katód lámpa tengelyén helyezkedik el az anód, ábrán látható módon. 5. között az anód és a katód csatolt
a potenciális különbség létrehoz egy radiális elektromos mező E r. Az elektronok által kibocsátott a katód gyorsítja ezen a területen, és eléri az anód. Kérelmére a mágneses
kai térerősségvektor B r, amely merőleges a vektor E R indukció. az elektron röppályája ívelt, és egy bizonyos értéket B = B kr (egy adott U a) keresztül áram I egy
lámpa kell hirtelen nullára csökken, amint azt a szaggatott vonal a grafikonon az I a B-től (ábra. 6), ha a kezdeti sebessége az elektronok ugyanaz.
Tény, hogy a elektronok által kibocsátott a katód különböző kezdeti sebességgel, és az anód aktuális csökken nem egyszerre, hanem fokozatosan (folytonos vonal látható. 6). Ezért, mivel a B-érték cr részesülő mágneses indukció megfelelő
görbe az inflexiós pont I a = f (B).
Sematikus ábrája a laboratórium beállítás 7. ábra mutatja. Két-elektród lámpa belsejében van elhelyezve egy hosszú szolenoid L, mágneses mezőt hoz létre. Között az anód és a katód a dióda alkalmazzák egy potenciális különbség U egy. mérőszáma, amelyet a voltmérővel V.
Az anód áram mért diódán mikroampermérő. A szolenoid tekercs hajtott egy áramgenerátor U c. A mágnesszelep az A kör is van egy ampermérőt mérésére az aktuális I c keresztül a mágnesszelepet. A katód egy izzólámpa, amelynek meghajtását egy egyenáramú forrás, és U n elektron forrásként szerepelnek.
Hogy meghatározzák a konkrét töltése e / m között az anód és a katód kapcsolódnak egy bizonyos különbség a potenciális U egy mérjük, és a függőség a anódáram I a a szolenoid áram I c:
I a = f (I c). Ábrázolva I a = f (I c) és az inflexiós pontot