电子荷质比的测试
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电磁学系列 8
19世纪90年代,英国物理学家 J·J 汤姆孙经过一系列的实验及研究,发现了一种粒子,并断定这种粒子必定是所有物质的共同组成成份。汤姆孙命名它为“电子”,并测定了它的荷质比。这在物理学史上是有划时代意义的。
电子荷质比 e/m 是一常用的物理常数,它的定义是电子的电荷量与其质量的比值,经现代科学技术的测定,电子荷质比的标准值是:
*1011C/Kg
一、实验原理
当力的方向是垂直于速度方向时,电子的运动轨迹是一个圆,力的方向指向圆心,完全符合圆周运动的规律,所以作用力与速度又有
则由公式转换得:
当一个电荷以速度v垂直进入均匀磁场时,电子要受到洛伦兹Lorentz力的作用,它的大小可由公式
实验装置是用一电子枪,在加速电压 u 的驱使下,射出电子流,因此 e u 全部转变成电子的输出动能,因此又有:
实验中可采取措施固定圆轨迹的半径 r,通过加速电压 u 与B 的关系就能测试电子的荷质比 e/m 。
二、实验装置
1、荷质比测试仪
Helmholtz线圈
电子束发射管
电子束半径
的测量工具
2、电子束发射管(威尔尼氏管)
电子枪
r
﹣﹢
﹣﹢
加速聚焦电源
直流稳压稳流电源
﹝万用表﹞直
流电压300V档
﹝万用表﹞直
流电流3A档
磁场线圈
玻璃球炮
电子发光圈
电子发射枪
u:电子管加速电压
r:电子圈半径
K:磁场线圈的磁转换系数
I:线圈中的通电电流
N:线圈匝数
R:线圈半径
200v
-30v
3仪器连接示意图
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