Các phương pháp đo tỉ số e/m của electron
|
Thí nghiệm vật lý 1295U1G-+U3U2DA1AA2VHình 1BÀI 3. KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG CỦAELECTRON TRONG ĐIỆN TRƯỜNGXÁC ĐỊNH ĐIỆN TÍCH RIÊNG e/m CỦA ELECTRONI. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦUMục đích:-Xác định điện tích riêng e/m của electron theo phương pháp manhêtrônYêu cầu:-Hiểu được cơ sở lý thuyết của phương pháp đo.-Xác địnhđược điện tích riêng e/m.II. CƠ SỞ LÝ THUYẾTTheo thuyết lượng tử,nguyên tửgồm các electronchuyển động quanh hạt nhân. Một electron cókhối lượng m chuyển động quanh hạt nhân, sẽ có mômen động lượngL. Mặt khác electron mang điệntích âm -e chuyển động quanh hạt nhân tạo thành dòng điện có mômen từngược chiều và tỷ lệ vớiL:= -Lme2Đại lượngme2gọi làtỷ số từ- cơcủa electron , là một hằng số quan trọng trong vật lý nguyêntử, còn tỷ số e/m được gọi làđiện tích riêngcủa electron, đơn vị đo là C/kg.Có thể xác địnhđiện tích riêngcủa electron nhờ bộ thiết bị thí nghiệm bố trí theo sơ đồhình1, gồm : một đèn manhêtrôn M đặt ở bên trong ống dây dẫn D , và các nguồn điện cung cấpcho đèn và cuộn dây hoạt động.Đèn manhêtrônM là một bóng thuỷ tinh bên trong có độ chân không cao (10-710-8mmHg)và có ba điện cực : catôt K , lưới G và anôt A.Cả ba điện cực này đều có dạng ống trụ, có đường kính khác nhau, đặt đồng trục với nhau.Trong cùng là Catốt có bán kính chừng 1mm. Bên trong Catốt có sợi đốt, để đưa dòng điện lấy từnguồnU2đốt nóng catốt làm cho ca tốt phát xạ ra electron. Lưới G gồm các vòng dây dẫn nốivới nhau thành một ống trụ thưa bao quanh catốt. Ngoài cùng là anốt A , là một trụ kim loại kín ,có khoảng cách đến lưới bằng d.Nguồn điệnU3đặt giữa G và Ktạo ramột điện trường làm tăng tốc các electronnhiệt phát ra từ catôt K. Do lưới thưa, nêncác electron này chuyển động lọt qua lưới Gđến gặp và bám vào anôt A, tạo ra dòng anôtI2, đo bằng miliampekế A2.Động năng của electron khi bay tới lưới Gbằng công của lực điện trường giữa catôt Kvà lưới G : Thí nghiệm vật lý 1296mv22=e U(1)vớiUlà hiệu điện thế giữa catôt K và lưới G đo bằng vônkế V, cònevàmlà độ lớn củađiện tích và khối lượng của electron,vlà vận tốc của electron khi bay tới lưới G. Vì anôt A đượcnối với lưới G bằng một dây dẫn có điện trở rất nhỏ, nên hiệu điện thế giữa chúng coi như bằngkhông. Electron xem như chuyển động thẳng đều giữa lưới G và anốt, với vận tốc không đổi v đểtạo ra dòng điện cường độI2chạy qua miliampekế A2. Từ (1), ta suy ra :v=meU2(2)Nối ống dây sôlênôit D với nguồn điện U1. Dòng điện chạy qua ống dây có cường độI1sẽtạo ra trong ống một từ trường có cảm ứng từBhướng dọc theo trục của đèn manhêtrôn M vàvuông góc với vận tốcvcủa electron. Từ trườngBtác dụng lên electron một lực - gọi là lựcLorenLF, có giá trị bằng:Bv.eFLVìBhướng vuông góc vớiv, nên lựcLFcó độ lớn bằng :B.v.eFL(3)Lực LorenLF, hướng vuông góc với vận tốcv Upload your study docs or become a Course Hero member to access this document Upload your study docs or become a Course Hero member to access this document End of preview. Want to read all 8 pages? Upload your study docs or become a Course Hero member to access this document |
