Carica elettrica in un campo magnetico

Fonte: Andrew Duffy, PhD, Dipartimento di Fisica, Boston University, Boston, MA

Questo esperimento duplica il famoso esperimento di J.J. Thomson alla fine del 19^° secolo, in cui misurò il rapporto carica-massa dell'elettrone. In combinazione con l'esperimento di Robert A. Millikan di robert a goccia d'olio pochi anni dopo che ha prodotto un valore per la carica dell'elettrone, gli esperimenti hanno permesso agli scienziati di trovare, per la prima volta, sia la massa che la carica dell'elettrone, che sono parametri chiave per l'elettrone.

Thomson non è stato in grado di misurare la carica elettronica o la massa dell'elettrone separatamente, ma è stato in grado di trovare il loro rapporto. Lo stesso vale per questa dimostrazione; anche se qui c'è il vantaggio di poter cercare i valori per la grandezza della carica sull'elettrone(e) e la massa dell'elettrone (m_e), che ora sono entrambi noti con precisione.

1. Compensazione del campo magnetico terrestre

Si noti che ci sono due circuiti indipendenti in questo esperimento:
1. Fornire corrente alle bobine che creano il campo magnetico ( Figura 2). La corrente è impostata da un quadrante rotante e il circuito include un amperometro digitale che consente di misurare la corrente. Un interruttore a doppio polo a doppio raggio viene utilizzato per invertire la direzione della corrente fornita alle bobine, che inverte il campo magnetico..

I risultati rappresentativi per la Sezione 2 possono essere visti nella Tabella 1. Questi valori danno un rapporto medio carica-massa di 1,717 x 10^-11 C / kg. Si noti che questa è la grandezza del rapporto, perché la carica dell'elettrone è un valore negativo.

I risultati rappresentativi per la Sezione 3 possono essere visti nella Tabella 1. Questi valori danno un rapporto medio ca...

Questo esperimento, eseguito per la prima volta da J.J. Thomson alla fine del^{19 °} secolo, ha dimostrato l'esistenza dell'elettrone, rendendolo un esperimento tremendamente importante da una prospettiva storica. Da allora gli elettroni sono stati sfruttati in innumerevoli dispositivi elettronici.

Di seguito è riportato un elenco di alcune applicazioni di particelle cariche che viaggiano in percorsi circolari o a spirale, e quindi viaggiano in un campo magnetico:

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