تبلیغات
وبلاگ مختص رشته تکنولوژی صنایع شیمیایی - آزمایش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الكترون )قسمت اول
وبلاگ مختص رشته تکنولوژی صنایع شیمیایی

آزمایش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الكترون )

در آزمایش تامسون از اثر میدان الكتریكی و میدان مغناطیسی استفاده شده است. دستگاهی كه در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفته است از قسمتهای زیر تشكیل شده است:

الف ) اطاق یونش كه در حقیقت چشمه تهیه الكترون با سرعت معین می باشد بین كاتد و آند قرار گرفته است. در این قسمت در اثر تخلیه الكتریكی درون گاز ذرات كاتدی ( الكترون ) بوجود آمده بطرف قطب مثبت حركت می كنند و با سرعت معینی از منفذی كه روی آند تعبیه شده گذشته وارد قسمت دوم می شود. اگر بار الكتریكی q  تحت تاثیر یك میدان الكتریكی بشدت E  قرار گیرد، نیروییكه از طرف میدان بر این بار الكتریكی وارد می شود برابر است با:      

F= q.E

 در آزمایش تامسون چون ذرات الكترون می باشند q = -e بنابراین:

F= -eE  

از طرف دیگر چون شدت میدان E  در جهت پتانسیلهای نزولی یعنی از قطب مثبت بطرف قطب منفی است بنابراین جهت نیرویF   در خلاف جهت یعنی از قطب منفی بطرف قطب مثبت می باشد. اگرx  فاصله بین آند و كاتد باشد كار نیروی F در این فاصله برابر است با تغییرات انرژی جنبشی ذرات . از آنجاییكه كار انجام شده در این فاصله برابراست با مقدار بار ذره در اختلاف پتانسیل موجود بین كاتد وآند بنابراین خواهیم داشت

ev0m0v2

كه در آن  v0    اختلاف پتانسیل بین كاتد و آند e  بار الكترون  v  سرعت الكترون و  m0  جرم آن می باشد. بدیهی است اگر v0  زیاد نباشد یعنی تا حدود هزار ولت رابطه فوق صدق می كند یعنی سرعت الكترون مقداری خواهد بود كه می توان از تغییرات جرم آن صرفنظ نمود . بنابراین سرعت الكترون در لحظه عبور از آند بسمت قسمت دوم دستگاه برابر است با:

v = √(2e v0/ m0)

 

ب) قسمت دوم دستگاه كه پرتو الكترونی با سرعت v وارد آن می شود شامل قسمتهای زیر است :

 

 

1- یك خازن مسطح كه از دو جوشن  A  وB  تشكیل شده است اختلاف پتانسیل بین دو جوشن حدود دویست تا سیصد ولت می باشد اگر پتانسیل بین دو جوشن را به v1   و فاصله دو جوشن را به d   نمایش دهیم شدت میدان الكتریكی درون این خازن E = v1/d   خواهد بود كه در جهت پتانسیلهای نزولی است.

 

2- یك آهنربا كه در دو طرف حباب شیشه ای قرار گرفته و در داخل دو جوشن خازن: یك میدان مغناطیسی با شدت B  ایجاد می نماید . آهنربا را طوری قرار دهید كه میدان مغناطیسی حاصل بر امتداد ox   امتداد سرعت - و امتداد  oy امتداد میدان الكتریكی - عمود باشد.

 

 

پ) قسمت سوم دستگاه سطح درونی آن به روی سولفید آغشته شده كه محل برخورد الكترونها را مشخص می كند.

وقتی الكترو از آند گذشت و وارد قسمت دوم شد اگر دو میدان الكتریكی و مغناطیسی تاثیر ننمایند نیرویی بر آنها وارد نمی شود لذا مسیر ذرات یعنی پرتو الكترونی مستقیم و در امتداد ox   امتداد سرعت ) خواهد بود و در مركز پرده حساس p یعنی نقطه  p0 اثر نورانی ظاهر می سازد.

اگر بین دو جوشن خازن اختلاف پتانسیلv1 را برقرار كنیم شدت میدان الكتریكی دارای مقدار معین E خواهد بود و نیروی وارد از طرف چنین میدانی بر الكترون برابر است با   FE = e E  این نیرو در امتداد  oy و در خلاف جهت میدان یعنی از بالا به پایین است.


VPN setup

قالب وبلاگ

دانلود رایگان