Měření měrného náboje elektronu

Prezentace na téma: "Měření měrného náboje elektronu"— Transkript prezentace:

1 Měření měrného náboje elektronu
Daniel Krasnický a Ondřej Zlámal

2 Co je e/m ? Měrný náboj elektronu, je poměr náboje elektronu k jeho hmotnosti. V soustavě SI má jednotku C · kg-1

3 Historie elektronu Neonové svítidla (19. stol.)
1858 – Julius Plucker objevuje katodové záření, brzy se zjišťuje, že se dráha záření ohýbá v magnetickém poli

4 Historie elektronu 1892 – Philip Lenard zjišťuje, že záření proniká přes sklo a přes tenké kovové plíšky mimo katodovou trubici Jean Perrin zjišťuje, že záření má záporný náboj Do 1897 se stále se nedaří (Hertzovi, Lenardovi) změnit dráhu katodového záření elektrickým polem J.J. Thomson publikuje svou práci Cathode Rays, kde potvrzuje svou hypotézu o částicové povaze kat. záření, zároveň objevuje měrný náboj elektronu.

5 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

6 J.J. Thomson

7 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

8 Měření e/m v příčném magnetickém poli
Evakuovaná katodová trubice (baňka) Helmholtzovy cívky zdroje napětí zrcadílko se stupnicí

9 Měření e/m v příčném magnetickém poli: Helmholtzovy cívky
Dvojice cívek zajišťuje dostatečné homogenní magnetické pole ve středu mezi cívkami

10 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

11 Rychlost urychlených elektronů
Elektrony v elektrickém poli získají energii: E = q · U Tato energie se rovná energii kinetické: E = 1/2 · mv2

12 e / m Dostředívá síla: F = mv2 / r Síla Lorentzova: F = q · v · B
q/m = 2U / (B2r2)

13 Naše měření:

14 Použitá literatura „ Cavendish laboratory, University of Cambridge: 2003 „ American Institute of physics „ R. Rollefson, H.T. Richards, M.J. Winokur „ „