140 likes | 301 Views
M ěření měrného náboje elektronu. Daniel Krasnický a Ondřej Zlámal. Co je e/m ?. Měrný náboj elektronu, je poměr náboje elektronu k jeho hmotnosti. V soustavě SI má jednotku C · kg -1. Historie elektronu. Neonové svítidla (19. stol.)
E N D
Měření měrného náboje elektronu Daniel Krasnický a Ondřej Zlámal
Co je e/m ? • Měrný náboj elektronu, je poměr náboje elektronu k jeho hmotnosti. • V soustavě SI má jednotku C · kg-1
Historie elektronu • Neonové svítidla (19. stol.) • 1858 – Julius Plucker objevuje katodové záření, brzy se zjišťuje, že se dráha záření ohýbá v magnetickém poli
Historie elektronu • 1892 – Philip Lenard zjišťuje, že záření proniká přes sklo a přes tenké kovové plíšky mimo katodovou trubici • 1895 - Jean Perrin zjišťuje, že záření má záporný náboj • Do 1897 se stále se nedaří (Hertzovi, Lenardovi) změnit dráhu katodového záření elektrickým polem • 1897 - J.J. Thomson publikuje svou práci Cathode Rays, kde potvrzuje svou hypotézu o částicové povaze kat. záření, zároveň objevuje měrný náboj elektronu.
Joseph John Thomson • Narozen 1856, u Manchesteru • V roce 1876 získal stipendium na Trinity College (Cambridge) • V roce 1880 začal pracovat v Cavendishově laboratoři a v roce 1884 byl nečekaně zvolen profesorem (třetím v řadě po Maxwellovi a Lordu Rayleighovi) • 1897 – objevil elektron • 1906 – Nobelova cena za výzkum elektrické vodivosti plynů • Zemřel 30. Srpna, 1940
J.J. Thomsonův experiment • Thomson si uvědomil,že ionizovaný plyn kolem svazku vyruší elektrické pole. Snížil proto tlak v trubici na minimum, pak mohl pozorovat ohyb nabitých částic v elektrickém poli. • Použil přitom kombinaci elektrického a magnetického pole, aby zjistil rychlost částice, a tak i poměr náboje k hmotnosti částice
Měření e/m v příčném magnetickém poli • Evakuovaná katodová trubice (baňka) • Helmholtzovy cívky • zdroje napětí • zrcadílko se stupnicí
Měření e/m v příčném magnetickém poli:Helmholtzovy cívky • Dvojice cívek zajišťuje dostatečné homogenní magnetické pole ve středu mezi cívkami
Měření e/m v příčném magnetickém poli:Katodová trubice • Elektrony opouští nažhavenou katodu a jsou urychleny v elektrickém poli • Elektrony ionizují zbytkový plyn, tím se svazek elektronů zviditelní namodralým světlem
Rychlost urychlených elektronů • Elektrony v elektrickém poli získají energii: E = q ·U • Tato energie se rovná energii kinetické: • E = 1/2 · mv2
e /m • Dostředívá síla: F = mv2/ r • Síla Lorentzova: F = q · v · B • q/m = 2U / (B2r2)
Použitá literatura • „http://www.phy.cam.ac.uk/cavendish/history/years/jjandcav.asp“ Cavendish laboratory, University of Cambridge: 2003 • „http://www.aip.org/history/electron/jjrays.htm“American Institute of physics 1997-2004 • „http://badger.physics.wisc.edu/lab/manual2/E-6.html“ R. Rollefson, H.T. Richards, M.J. Winokur • „http://praktika.fjfi.cvut.cz/“ • „http://fyzika.fjfi.cvut.cz/“