1id!193

Ćwiczenie 20

Wyznaczenie e/m

z pomiarów efektu magnetronowego

20.1. Wstęp teoretyczny

Prostopadle do linii sił jednorodnego pola magnetycznego o indukcji magnetycznej B wstrzeliwany jest elektron (o ładunku elementarnym q=-e) poruszający się z prędkością v. W polu magnetycznym na poruszający się ładunek działa siła, którą można wyznaczyć ze wzoru Lorentza:

F=qvXB    (20.1)

gdzie: B - wektor indukcji magnetycznej, q - ładunek próbny, v - wektor prędkości ładunku.

W rozważanym przypadku q = — e, co prowadzi do związku:

F = -evxB    (20.2)

Siła w tym przypadku jest skierowana przeciwnie niż iloczyn wektorowy vxB (patrz rys. 20.1), którego kierunek można wyznaczyć za pomocą reguły prawej dłoni. Wartość bezwzględna rozpatrywanej siły zgodnie z definicją iloczynu wektorowego wynosi:

F — e • v • B • sin a    (20.3)

Ponieważ w rozpatrywanym przypadku wektory B i v są wzajemnie prosto-, powyższe wyrażenie przyjmuje postać:

F-e-vB    (20.4)

Wynikiem działania siły na rozważany elektron jest zakrzywienie jego toru w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wektora B. Ponieważ elektron wciąż porusza się w kierunku prostopadłym do B, to kąt a stale jest prosty, a wartość bezwzględna siły Lorentza jest stała, zatem torem ruchu elektronu jest okrąg. Zjawisko to nazywane jest efektem magnetronowym.