ODREĐIVANJE SPECIFIČNOG

NAELEKTRISANJA ELEKTRONA

Elektronu treba odrediti masu

Masa se ne određuje direktno, već merenjem

specifičnog naelektrisanja elektrona e/m.

Određivanje e/m vrši se na osnovu skretanja

elektrona u električnom i magnetnom polju

Braunova katodna

cev – slika

Katoda

Anoda sa otvorom

Fluorescentni zaklon

Kondenzatorske

ploče i kalemovi

Dovođenjem napona na ploče kondenzatora uspostavlja se električno polje.

Propuštanjem struje kroz kalemove uspostavlja se magnetno polje.

U el polju na elektron deluje ubrzanje a.

e-naelektrisanje elektrona

E-jačina polja

m-masa elektrona

Put OB predstavlja slučaj kosog hica razlaže se u el polju na put OA i AB skretanje elektrona u el polju

OA=l dužina kondenzatora

Put AB = y

• Primenom formule za jednako ubrzano pravolinijsko kretanje dobija se:

• Zamenom a i t, jer je l= ·t pa je t=l/

• -brzina kretanja elektrona

• t-vreme prolaska elektrona između kondenzatorskih ploča

Objašnjenje predavanja str 10

y- skretanje elektrona u el polji

y´ - skretanje elektrona na zaklonu

y: y´ = 1/2l : L

Posmatramo skretanje elektrona u magnetnom polju

Elektron se kreće po krugu slika

Pravac dejstva magnetnog polja normalan na ravan crteža

Rastojanja AB=X je skretanje elektrona u magnetnom polju.

Lorencova sila deluje na naelektrisanu česticu u pokretu= centrifugalnoj sili:

→

Za skretanje elektrona u magnetnom polju dobija se:

Put x =1/2 a·t2 t=l/ ,

zamenom

Iz skretanja elektrona u el i magnetn polju i poznavajući dimenzije uređaja i veličinu polja određuje se odnos e/m i .

U Braunovoj cevi može da se podesi da el i magn polje skreću mlaz elektrona

po istoj vertikalnoj ravni tako da električno skreće elektron u jednom smeru, a

magnetno u drugom smeru

Kretanje e- u

kombinovanom el i mgn

polju. Mgn polje deluje kao

na sl 2.2.4. El polje deluje

u smeru y-ose.

Pošto dva polja izazivaju

skretanje e- u suprotnim

smerovima, može da se

podesi da se ta dva uticaja

potpuno poništavaju,e-

stiže na ekran bez

skretanja

Oba polja izazivaju skretanje elektrona u suprotnima smerovima potpuno se poništavaju i elektron dolazi na zaklon bez skretanja.

Elektronski mlaz sada dolazi pravolinijski kao da ne postoji nikakvo polje.

U katodnoj cevi stoji svetla tačka u centru fluorescentnog zaklona.

Na elektron deluje električna sila i suprotno upravljena magnetna sila:

Iz ovog izraza sledi da je brzina jednaka

Masa elektrona me = 9,109·10-31 kg

Veličina navedene mase elektrona može se smatrati kao masa mirovanja elektrona, jer je brzina elektrona kod ovih merenja mala u odnosu na brzinu svetlosti

Prema relativističkoj teoriji m e- koji se kreće brzinom

jednaka je:

masa mirovanja e-

Na primer: e- koji nastaju pri β-radioakt raspadu jezgra mogu imati veliku E da postižu gotovo 90% brzine svetlosti.

Prema tome imaju masu 2X veću od mase mirovanja

Druge osobine elektrona

Osim mase i naelektrisanja elektron ima konstantni mehanički sopstveni obrtni impuls spin

Magnetni moment u vezi sa tim.

Elektron rotira konstantnom brzinom oko sopstvene ose.

Ovoj rotaciji električnog naelektrisanja odgovara magnetni moment:

Borov magneton

Ovakva predstava o elektronu koji rotira gubi mnogo od značaja u kvantnoj teoriji.

Ako posmatramo elektron kao rotirajuću naelektrisanu kuglu, da bi smo dobili veličinu Borovog magnetona njegova brzina trebalo bi da bude 300 puta veća od brzine svetlosti.

Dalje poteškoće nastaju kod posmatranja veličine elektrona.

U literaturi se nalazi definicija preko “klasičnog poluprečnika elektrona”.

Polazimo od Ajnštajnovog odnosa

E=me·c2

potencijalna elektrostatička E

Ep=e2/r

Odavde se dobija klasični poluprečnik elektrona

me·c2=e2/r

r=e2/(me·c2)= 2,82·10-13 cm

Kod ovog izvođenja učinjene su dve ne potpuno opravdane pretpostavke:

1. da Kulonov zakon važi do rastojanja od 10-13 cm

2. ukupna E mirovanja e- je elektrostatička E