INŻYNIERIA ŚRODOWISKA

I ENERGETYKA

GRUPA VIII

Wyznaczanie stosunku ładunku do masy elektronu e/m.

Zachwieja Maciej

Strof Łukasz

Sekcja 10

Wstęp

Istnienie ładunku elementarnego doświadczalnie potwierdził J. J. Thomson, który prowadził badania dotyczące budowy materii i struktury elektrycznej. Dokonał tego przy pomocy rury do wyładowań podczas eksperymentów z promieniami przy włączonym polu elektrycznym i magnetycznym jednocześnie. W ten sposób wiązki działały na elektrony siłami równymi co do wartości i kierunku lecz przeciwnym zwrocie. W wyniku badań stwierdził, że ładunek właściwy - tj. stosunek e/m. wynosi:

e/m = 1,7 *10¹¹ C/kg

Wielkość samego ładunku elektrycznego z dużą dokładnością wyznaczył w 1909 r. R. A. Millikan. Wprowadził on między okładki kondensatora płaskiego bardzo małe krople oleju, które podczas rozpylania elektryzowały się. Ich opadanie Millikan obserwował przez mikroskop. Następnie doprowadzał do jonizacji powietrza. Mierząc prędkość przemieszczania się kropli mógł wyznaczyć wartość ładunku. Prowadząc doświadczenie fizyk odkrył, że ładunki kropli są wielokrotnością ładunku elementarnego, którego wielkość wynosi:

E = 1,60 * 10¹⁹ C

Ładunek właściwy można wyznaczyć metodą magnetronową używając diody, lampy umieszczonej wewnątrz cewki i oscyloskopu. Elektrony poruszające się w lampie oscyloskopowej pod wpływem pola magnetycznego zmieniają tor ruchu zakrzywiając go. Świadczy to o działaniu siły Lorentza. Tor ten nazwano kardioidą. Mierząc wielkość odchyleń można wyznaczyć szukaną wartość ładunku właściwego.

Przebieg ćwiczenia

1. Elektrony poruszają się w lampie oscyloskopowej. Z magnesem w ręku można zaobserwować wpływ pola magnetycznego na ich ruch. Dokładniejsze pole magnetyczne wytwarzają cewki. Prąd płynący przez cewki ustawia się na zasilaczu.

2. Dla kilkunastu wartości prądu, dodatnich i ujemnych, należy zmierzyć pionowe odchylenie S plamki lub linii na ekranie oscyloskopu.

Zachwieja Maciej

Strof Łukasz

Sekcja 10

Wyznaczanie stosunku ładunku

do masy elektronu e/m.

Gliwice 6 XII 1999

Karta pomiarowa

natężenie I ( mA )	odchylenie w górę	odchylenie w dół

---