Категорије: Истакнути чланци » Занимљиве чињенице
Број прегледа: 9906
Коментари на чланак: 0

Инерција електрона: експерименти Толман - Стуарт и Манделстам - Папалекси

 

Експерименти како би пронашли одговор на питање да ли електрони имају инертну масу научници су спровели у самом почетку 20. века. Ови експерименти помогли су научној заједници тог времена да се утврди у прихватању чињенице да се електрична струја у металима формира управо од негативно наелектрисаних честица - електрона, а не са позитивно наелектрисаним јонима, као што се може претпоставити.

Инерција електрона: експерименти Толман - Стуарт и Манделстам - Папалекси

Први квалитативни експеримент, који је илустровао да наелектрисане честице које формирају електричну струју у металима тачно поседују масу, извели су научници (тада Руско царство) Леонид Исааковицх Манделстам и Николај Дмитриевицх Папалекси, догодио се 1913. године.

Три године касније, 1916. године, тачнији експеримент спровели су амерички физичари Рицхард Толман и Тхомас Стеварт, који су у свом раду не само показали да електрон има масу у металу, већ су га и тачно одмерили индиректном методом помоћу галванометра.

Да бисте разумели принцип ових раних експеримената, замислите трамвај којим путници одлазе на посао рано ујутро. Овде је трамвај био расути како треба, а испред њега разбацани пешак испада право на пут.

Возач трамваја, желећи да спаси живот сиромашном човеку, оштро притисне кочнице - путнике у путничком кабинету моментално пуше цела гомила. И пуше их инерцијом, јер сваки путник има масу. А они путници који су били најближе трамвајској кабини болно ће ударити у зид.

Уређај за експеримент

Манделстам и Папалекси размишљали су на приближно исти начин. Узели су завојницу жице, опремили клизним контактима, закључке изолиране од кућишта, и повезали звучник (слушалице) са клизним контактима. Одмотали су завојницу десно - нагло је стао - клик је звучао динамично.

Закривљено улево - оштро кочено - поново кликните у динамици. Закључак: у тренутку заустављања завојнице кроз њену жицу пролази струјни импулс, који се појављује због чињенице да се електрони у тренутку кочења завојнице одбацују до ивице жице, као путници у трамвају.

И сила инерције овде игра улогу спољне силе која ствара оно што се може мерити као ЕМФ. Овај закључак, наравно, није дозволио истраживачима да препознају знак носача набоја и некако их јединствено идентификују, међутим, експеримент Манделстама и Папалексија јасно је показао да се струја у металима наставља даље кроз кристалну решетку, што значи да је повезана са слободним превозници.

Манделстам и Папалекси експеримент

Толман и Стуарт одлучили су се мало даље. Такође су намотали завојницу, само што је дужина жице измерена тачно 500 метара, и почели су да ју одмотавају. Она се одвијала све док линеарна брзина од тачно 500 м / с није постигнута да би се знао однос између добијеног емф и убрзања.

Већ не звучник, већ више информативан уређај, галванометар, повезан је са клизним терминалима завојнице. На крају експеримента, истраживачи су интегрисали вањску силу дуж читаве дужине проводника завојнице и добили израз за ЕМФ створен вањским силама инерције када се брзина мења у нулу.

Израз за ЕМФ креиран спољном инерцијалном силом када се брзина мења у нулу

Укупни набој који је пролазио кроз проводник може се израчунати према Охмовом закону, узимајући у обзир отпор жице завојнице. Дакле, знајући брзину жице пре кочења, дужину жице, њен отпор, смер окретања, време кочења, величину и знак емф, можете да нађете знак и величину специфичног набоја, што су учинили Стуарт и Толман.

Знајући брзину кретања жице пре кочења, дужину жице, њен отпор, смер окретања, време кочења, величину и знак емф-а, можете пронаћи знак и величину специфичног набоја

Данас више никоме не изгледа чудно да се однос наелектрисања електрона и масе измерен Стуартом и Толманом подударао са оним који је Ј. Ј. Ј. Тхомсон, специфично наелектрисање честица које чине катодне зраке. Сада вероватно знамо да се и катодни зраци и струја у металима стварају од истих негативно набијених елементарних честица - електрона.

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Где струја струји?
  • Напон, отпор, струја и снага су главне електричне величине
  • „Све тече“ или Охмов закон за радознале
  • Оптички транзистори - будућност електронике
  • Забавни експерименти. Нови дизајн најједноставнијег електричног мотора

  •