DETERMINAREA SARCINII SPECIFICE A ELECTRONULUI

1. Introducere teoretica

Raportul dintre sarcina e a electronului si masa lui m, se numeste sarcina specifica a electronului. Raportul se poate calcula pe baza deviatiei electronului intr-un camp magnetic sau electrostatic. In scopul devierii electronului ne vom folosi de un tub catodic. El se compune dintr-un tub de sticla de forma din figura care contine mai multi electrozi. Filamentul F incalzeste catodul K care emite electroni. Electronii emisi sub influenta potentialului pozitiv aplicat anozilor A₁ si A₂ primesc acceleratie, precum si o focalizare si provoaca iluminarea ecranului E acoperit cu sulfura de zinc, asupra caruia cad cu viteza mare. Deviatia electrostatica a fascicolului se realizeaza cu ajutorul diferentei de potential aplicata la placile C₁ si C₂ care formeaza cate un condensator prin mijlocul caruia trece fascicolul. Deviatia in camp magnetic se realizeaza cu ajutorul unui toroid exterior.

Prin variatia campului electrostatic dintre placile de deflexie orizontale, fascicolul electronic deviaza si descrie o parabola. Forta care produce deviatia este data de relatia: (1) unde (2) - si e este sarcina electronului. Marimea deviatiei se observa pe ecranul fluorescent.

Inductia magnetica realizata cu ajutorul toroidului este data de relatia: (3) - unde n este numarul de spire pe unitatea de lungime a toroidului, I este intensitatea curentului si m este permeabilitatea magnetica a interiorului toroidului. Dat fiind directia verticala a campului magnetic pe directia de miscare a electronului, se poate calcula forta Lorenz, care va devia electronii pe o traiectorie circulara in care raza de curbura este R: (4). 31342mcn16kqe8c

Forta centrifuga datorita miscarii circulare, la echilibru va fi egala cu forta Lorenz si vom avea: (5). Din relatia (5) se poate calcula sarcina specifica: (6). Daca deviatia datorita campului magnetic o echilibram cu ajutorul unei deviatii datorita campului electrostatic, vom avea: (7) - de unde (8).

Cu ajutorul formulei (8) se poate calcula viteza electronului de care avem nevoie pentru calcularea sarcinii specifice a electronului.

Inductia B din relatia (6) se calculeaza cu ajutorul relatiei (3). Pentru determinarea sectiunii toroidului T, raza lui r, distanta toroidului de la ecran d, deviatia D si raza de curbura R. Din figura se vede ca: , iar . In triunghiul AOO^/ putem scrie: , de unde (9). Folosind relatiile (8), (9) care determina pe v si inlocuindu-le in relatia (6), obtinem: (10).

2. Descrierea aparaturii cq342m1316kqqe

 

Sursa de alimentare cu urmatoarele tensiuni: 4V, c.a., pentru filament, 100V, c.c. variabil pentru anodul A₁, 300V, c.c. pentru anodul A₂, 5V, c.c. pentru alimentarea toroidului, 18V, c.c. pentru producerea campului electric intre placile de deflexie ale tubului catodic.

Panou care contine tubul catodic, toroidul, un ampermetru de 0,345A pentru masurarea intensitatii curentului electric care alimenteaza toroidul si un voltmetru de 30V pentru masurarea tensiunii aplicate care determina campul electric.

3. Procedeu experimental

0. Se realizeaza alimentarea tubului catodic. Potentialele negative corespunzatoare tensiunilor de 100V si 300V se conecteaza la catodul tubului catodic;

1. Se variaza potentialul anozilor A₁ si A₂ pana cand se obtine focalizarea spectrului luminos;

2. Se variaza campul magnetic pana cand se obtine o anumita deviatie a spectrului luminos. Se citeste aceasta deviatie pe scala ecranului;

3. Se variaza campul electric pana cand se obtine o deviatie egala si de sens contrar a spectrului luminos;

4. Se citeste intensitatea curentului si tensiunea si se calculeaza inductia magnetica cu relatia (3) si intensitatea campului electric cu relatia (2);

5. Se calculeaza sarcina specifica a electronului cu relatia (10);

6. Se repeta masurarile pentru diferite valori ale deviatiei spectrului luminos;

7. Se trec datele obtinute in tabelul de mai jos.

4. Rezultate experimentale

Scriitori romani