Теория метода
Электроны ускоряются в электрическом поле и входят в магнитное поле перпендикулярно движению. Если электрон массой
где В магнитном поле
Так как по II закону Ньютона центробежная сила
где Из выражений (6) и (7) следует, что
По закону Био-Савара-Лапласа для магнитной индукции кругового витка с током
где При гельмгольцевом расположении двух катушек с количеством витков
Для катушек, используемых в данной работе R= 0,2 м и n= 154. Подставляя (3) в (2) получим формулу для вычисления удельного заряда электрона:
Рисунок 3 - Экспериментальная установка для определения удельного заряда электрона Две катушки расположены в параллельных плоскостях так, что их центры лежат на одной прямой. Поскольку ток должен быть одинаковым в обеих катушках, используется последовательное подключение. Максимальное значение допустимого непрерывного тока не должно превышать 5А. При соблюдении полярности магнитного поля в затемненной комнате можно увидеть изогнутую светящуюся траекторию. При изменении магнитного поля (тока) и скорости электронов (ускоряющей разности потенциалов) можно изменять радиус орбиты, таким образом, чтобы он совпадал с радиусом, определенным светящимися траекториями. При этом радиус окружности составляет 2, 3, 4 или 5 см.
|
и зарядом величины 
ускоряется разностью потенциалов 
, ему сообщается кинетическая энергия:
(6)
- скорость электрона.
сила Лоренца, действующая на электрон, движущийся со скоростью 
, равна
.
равна силе Лоренца, то скорость электрона равна:
, (7)
- абсолютная величина 
.
. (8)
в точке, лежащей на оси витка и отстоящей от центра витка на расстоянии z получаем:
- магнитная постоянная, R - радиус катушки.
в центре между катушками на основании принципа суперпозиции получаем:
(9)
(10)
