определение удельного заряда электрона меодом магнетрона физические базы этого способа

Как знаменито, сила, действующая со стороны электрического поля на передвигающуюся со скоростью v c зарядом q частицу, выражается формулой:

, (1)

где 1-ый член представляет силу, действующую со стороны электрического поля (сила Кулона), 2-ой со стороны магнитного поля B (сила Лоренца). Последующие рассуждения мы проведём для позитивно заряженной частички, но они применимы и к движению негативно заряженных частиц. Когда речь идёт об электроне, нужно держать в голове что он несёт отрицательный заряд и направление его отклонения всегда будет обратно направлению отклонения позитивно заряженной частички.

Сообразно второму закону Ньютона, сила одинакова творенью массыm на ускорение :

. (2)

Приравнивая правые части (1) и (2), получаем:

. (3)

Для ускорения можно записать последующее соотношение

(4)

Это уравнение (4) указывает, что движение заряженной частички в силовых полях зависит от дела , которое называетсяудельным зарядом данной частицы. Как следует, изучая движение заряженных частиц в электронном и магнитном полях, можно найти удельный заряд частицы и тем самым получить сведения о природе частиц.

Удельный заряд электрона можно определить разными методами. Более распространёнными из них являются способ магнитной фокусировки и метод магнетрона.

Осмотрим сейчас раздельно действие магнитного поля. Полагая в (3) , получаем:

. (5)

В однородном магнитном поле, направленном перпендикулярно к скорости частички, просто найти ее линию движения. В самом деле, так как сила Лоренца всегда перпендикулярна к скорости, то она меняет только направление скорости, но не её величину, потому электрон будет двигаться по окружности с неким радиусом . Приравнивая значение силы Лоренца и центробежной силы инерции:

, (6)

получаем выражение для радиуса

. (7)

Чем больше скорость электрона , тем посильнее он устремляется двигаться прямолинейно по инерции, и радиус искривления линии движения будет больше.