Электростатика
Бөлшектің меншікті зарядын анықтау. Томсон тәжірибесі
жүктеу/скачать 9,12 Mb.
|
Электр и магнетизм Лекция
| Бөлшектің меншікті зарядын анықтау. Томсон тәжірибесі. Электронның меншікті зарядын () анықтауды алғашқы болып 1897 жылы Томсон разрядтық түтікшенің (3-cурет) көмегімен жүзеге асырды. А анодтағы саңылаудан шыққан электрондар шоғы жазық конденсатордың астарларының арасынан өтіп флуоресценциялық экранға түседі де ол жерде жарқырауық дақ пайда болады. Конденсатор астарларына кернеу беріп, шоққа біртекті электр өрісімен әсер етуге болады. Түтік электромагниттің полюстерінің арасына орналастырылған. Электромагниттің көмегімен элетрондардың жолының сол бөлігінде электр өрісіне перпендикуляр біртекті магнит өрісін тудыруға болады (суретте магнит өрісі пайда болатын аймақ пунктирлі дөңгелекпен көрсетілген). Өрістер қосылмаған кезде электрондық шоқ экрандағы О нүктесіне түседі. Әр бір өріс жекеше алғанда шоқты вертикаль бағытта ығыстырады.
Томсон магнит өрісін қосып ол тудырған шоқтың ізінің ығысуын (6) өлшеп, одан соң ол электр өрісін қосып оның шамасын магнит өрісімен ығыстырылған шоқ бастапқы О нүктесіне түсетіндей етіп таңдайды. Бұл жағдайда электр өрісі мен магнит өрісі электрондық шоққа шамалары жағынан бірдей бағыттары жағынан қарам-қарсы күштермен әсер етеді, яғни келесі шарт орындалады: . (7) (6) және (7) теңдеулерді бірге шеше отырып Томсон e/m-ді және -ны есептеді. 3-cурет Холл эффектiсi.Магнит өрiсiнде қозғалған зарядқа әсер етушi Лоренц күшi мынадай құбылысты түсiндiруге мүмкiндiк бердi. Егер магнит индукциясының күш сызықтарына перпендикуляр болып орналасқан тiк төртбұрышты өткiзгіштің бойымен ток жүрсе, оның екi жағында (астыңғы және үстiңгi жақтарында) потенциалдар айырымы пайда болады. Яғни, бiр жағында тек терiс зарядтардың концентрациясы шоғырланса, онда қарама-қарсы бетiнде тек оң зарядтардың жинақталғандығын байқаған (4-сурет). Осы құбылысты бiрiншi рет 1879 ж. американ физигi Э. Холл (1855—1938) ашқан болатын. Сондықтан бұл заңдылықты Холл эффектiсi деп атайды. 4-сурет Сөйтiп зарядтардың стационарлық күйi, сол зарядтарға әсер етушi Лоренц күшi () электр кушiне () тең болғанда ғана қалыптасады. Сонда болса, болады. Ал тең болғанда, олардың мәндерiн теңестiре отырып мынаны шығарып аламыз: , мұндағы электр өрiсiнiң кернеулiгiн деп, оның орнына қойсақ, онда теңдiк мынадай түрге келедi: , бұдан потенциалдар айырымы мынаған тең: . Өткiзгiштегi токтың тығыздығын ескерiп, потенциал айырымын тапсақ: Осы өрнектегi - Холл тұрақысы деп аталады. U=RjB/d (8) Сонымен, пластинаның жоғарғы және төменгi жақтарының арасындағы пайда болған потенциалдар айырымы токтың тығыздығына, пластинаның қалыңдығына және магнит индукциясының шамасына тура пропорционал болады. жүктеу/скачать 9,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|