Kategori: Artikel Pilihan » Fakta menarik
Bilangan pandangan: 9906
Komen pada artikel: 0

Inersia elektron: Tolman - Stuart dan Mandelstam - Eksperimen Papaleksi

 

Eksperimen untuk mencari jawapan kepada persoalan sama ada elektron mempunyai jisim lengai telah dijalankan oleh saintis pada awal permulaan abad ke-20. Eksperimen-eksperimen ini membantu komuniti saintifik pada masa itu untuk mewujudkan dirinya dalam menerima hakikat bahawa arus elektrik dalam logam dibentuk dengan tepat oleh zarah-zarah bercas negatif - elektron, dan bukan ion-ion yang dikenakan positif, seperti yang mungkin diandaikan.

Inersia elektron: Tolman - Stuart dan Mandelstam - Eksperimen Papaleksi

Percubaan kualitatif pertama, yang menggambarkan bahawa zarah-zarah yang dibentuk membentuk arus elektrik dalam logam dengan tepat mempunyai massa, dilakukan oleh saintis (kemudian Kerajaan Rusia) Leonid Isaakovich Mandelstam dan Nikolai Dmitrievich Papaleksi, ini berlaku pada tahun 1913.

Tiga tahun kemudian, pada tahun 1916, eksperimen yang lebih tepat dilakukan oleh ahli fizik Amerika, Richard Tolman dan Thomas Stewart, yang dalam kerja mereka bukan sahaja menunjukkan bahawa elektron mempunyai jisim dalam logam, tetapi juga dengan tepat mengukurnya dengan cara tidak langsung menggunakan galvanometer.

Untuk memahami prinsip percubaan awal ini, bayangkan trem di mana penumpang pergi bekerja awal pagi. Di sini trem itu disebarkan sepatutnya, dan di hadapannya pejalan kaki yang tersebar habis-habisan.

Pengendali trem, yang ingin menyelamatkan nyawa orang miskin, menekan secara mendadak pada brek - penumpang di dalam petak penumpang langsung ditiup oleh seluruh orang ramai. Dan ia meniup mereka dengan daya inersia, kerana setiap penumpang mempunyai massa. Dan penumpang yang paling dekat dengan kabin trem akan memukul dinding dengan sedih.

Peranti untuk eksperimen

Mandelstam dan Papaleksi difikirkan dengan cara yang sama. Mereka mengambil gegelung dawai, dilengkapi dengan hubungan gelongsor kesimpulannya yang terpencil dari kes itu, dan menghubungkan pembesar suara (earphone) ke kenalan gelongsor. Mereka menolak gegelung ke kanan - tiba-tiba berhenti - satu klik dibunyikan dalam dinamik.

Bengkok ke kiri - diketuk dengan tajam - klik lagi dalam dinamik. Kesimpulan: pada saat menghentikan gegelung, nadi semasa melewati kawatnya, yang muncul disebabkan oleh fakta bahawa elektron pada masa pengereman gegelung dibuang ke tepi dawai, seperti penumpang dalam trem.

Dan daya inersia di sini memainkan peranan kekuatan luar, yang mencipta apa yang boleh diukur sebagai EMF. Kesimpulannya, sememangnya, tidak membenarkan penyelidik mengiktiraf tanda-tanda pengangkut caj dan entah bagaimana mereka mengenal pasti secara unik, bagaimanapun, eksperimen oleh Mandelstam dan Papaleksi jelas menunjukkan bahawa logam semasa berada di sepanjang kisi kristal, yang bermaksud bahawa ia bersambung dengan bebas pembawa caj.

Mandelstam dan percubaan Papaleksi

Tolman dan Stuart memutuskan untuk pergi sedikit lagi. Mereka juga menggulung gegelung, hanya panjang dawai diukur tepat sama dengan 500 meter, dan mula melepaskannya. Tidak terhingga sehingga halaju linear tepat 500 m / s dicapai untuk mengetahui nisbah antara emf yang diperoleh dan pecutan.

Sudah bukan penceramah, tetapi peranti yang lebih bermaklumat, galvanometer, disambungkan ke terminal geser gegelung. Pada akhir eksperimen, para penyelidik mengintegrasikan daya luaran sepanjang panjang konduktor gegelung, dan memperoleh ungkapan untuk EMF yang dicipta oleh daya inersia luaran apabila kelajuan berubah menjadi sifar.

Ungkapan untuk EMF yang dicipta oleh daya luar inersia apabila kelajuan berubah menjadi sifar

Jumlah caj yang dijalankan melalui konduktor boleh dikira mengikut undang-undang Ohm, dengan mengambil kira rintangan wayar gegelung. Oleh itu, mengetahui kelajuan wayar sebelum brek, panjang dawai, rintangan, arah putaran, masa brek, magnitud dan tanda emf, anda boleh mencari tanda dan magnitud caj khusus yang dilakukan oleh Stuart dan Tolman.

Mengetahui kelajuan pergerakan wayar sebelum brek, panjang dawai, rintangan, arah putaran, masa brek, magnitud dan tanda emf, anda boleh mencari tanda dan magnitud caj khusus

Hari ini tidak lagi menjadi aneh kepada sesiapa sahaja bahawa nisbah caj elektron kepada jisim yang diukur oleh Stuart dan Tolman bertepatan dengan yang diperoleh hampir 20 tahun yang lalu, pada tahun 1897 oleh J.J. Thomson, caj khusus zarah yang membentuk sinar katod. Kita sekarang mungkin tahu bahawa kedua-dua sinar katod dan arus dalam logam terbentuk daripada zarah-zarah asas negatif yang dikenakan negatif - elektron.

Lihat juga di i.electricianexp.com:

  • Di manakah aliran elektrik?
  • Voltan, rintangan, semasa dan kuasa adalah kuantiti elektrik utama
  • "Semua mengalir", atau Undang-undang Ohm untuk penasaran
  • Transistor Optik - Masa Depan Elektronik
  • Menghiburkan eksperimen. Reka bentuk baru motor elektrik paling mudah

  •