Elektronens massa

I det här försöket mäter vi egentligen inte elektronens massa utan istället kvoten mellan elektronens laddning och massa (q_e / m). Om du har gjort Millikans oljedroppsförsök har du ju ett värde på elektronens laddning. Med hjälp av det värdet och detta försök kan du beräkna hur mycket (eller snarare lite) en elektron väger.

Försöket bygger på att laddade partiklar, som elektronen, påverkas av en kraft och böjer av när de rör sig i magnetfält. Kraften ges av sambandet

F = q·v·B    [1]

där q är laddningen, v är farten och B magnetfältets styrka.

I detta försök accelereras först elektronerna av en spänning, U, i en elektronkanon.

Där får de en hastighet som kan beräknas genom att sätta rörelseenergin, W_k = m·v² / 2, lika med energin från det elektriska fält där elektronen accelereras, W_E = q·U.

Detta ger elektronens fart:

v = (2·q·U / m)    [2]

Eftersom elektronerna utför en cirkulärrörelse i magnetfältet kan vi sätta upp följande samband för den kraft som verkar på en elektron:

q·v·B = m·v² / r    [3]

Utför lite algebraiska övningar på [3] och använd uttrycket [2] för v, så kommer du fram till ett uttryck för kvoten q / m som bara innehåller storheter som du kan mäta i detta försök. Accelerationsspänningen U och magnetfältets styrka B ställer du in själv. Cirkelns radie r mäter du med linjal direkt på skärmen.

Sätt in dina värden och använd sedan det värde du fick på elektronenes ladning från Millikan-försöket så får du fram ett värde på elektronens massa.

Tillbaka till applet-listan