Az elektron fajlagos töltésének mehatározása

[color=#666666][size=100][justify]A szimuláció segítségével megvizsgálhatod a katódsugárcső elektronsugarának viselkedését az elektromos és/vagy mágneses térben, majd méréseket végezhetsz, amelyek segítségével meghatározhatod az elektron fajlagos töltését.[/justify][/size][/color]
1. feladat
[size=100][justify][color=#666666]A bejelentkező képernyő jobb felében egy katódsugárcsövet láthatsz, benne elektronsugárral. Figyeld meg az elektronsugár viselkedését! (Segítségedre lehet a válaszoknál a kísérleti összeállítás síkmetszete.)[br][br]a) Mi történik az elektronokkal a csőben (a becsapódás előtt)? [br][br]b) Milyen irányban lép be a mágneses és az elektromos mezőbe az elektronnyaláb?[br][br]c) Mi történik, ha kikapcsolod a mágneses és az elektromos teret is? (A megfelelő csúszka segítségével [i]U[/i] és [i]B[/i] értékét nullára állítod.)[br][br]d) Növeld a feszültséget és figyeld meg, mi történik! Magyarázd meg a látottakat! Mit jelöl a síkmetszeten [i]F[/i][sub]E[/sub]?[br][br]e) Kapcsold ki az elektromos teret és növeld a mágneses tér erősségét! Mi történik? Magyarázd meg a látottakat! Mit jelöl a síkmetszeten [i]F[/i][sub]L[/sub]?[br][br]f) Adott nagyságú mágneses tér esetén kapcsold be az elektromos teret, és növeld a feszültséget! Mit tapasztalsz?[br][br]g) A nyalábot visszatérítve eredeti helyzetébe, mit mondhatunk az elektronra ható erők nagyságáról?[br][/color][/justify][/size]
2. feladat
[size=100][justify][color=#666666]J. J. Thomson 1897-ben ezen kísérleti összeállítás segítségével mérte meg az elektron fajlagos töltését. Mit nevezünk fajlagos töltésnek?[/color][/justify][/size]
3. feladat
[size=100][justify][color=#666666]Thomson megmérte egy adott sebességű elektronnyaláb eltérülését a sebességre merőleges elektromos térben, majd a sebességre és az elektromos térre merőleges mágneses térrel visszaállította a nyalábot eredeti helyzetébe, így tudta meghatározni az elektron fajlagos töltését. Add meg az elektron sebességét![br][br]a) Írd fel az elektron sebességét a rá ható erők összefüggései alapján![br][br]b) Hogyan tudod kiszámítani az elektron sebességét, ha ismered a feszültséget ([i]U[/i]) és a kondenzátorlemezek távolságát ([i]d[/i])?[/color][/justify][/size]
4. feladat
[size=100][justify][color=#666666]Vizsgáld meg az elektron mozgását az elektromos térben! Add meg az összefüggéseket! (Segítségedre lehet a válaszoknál a kísérleti összeállítás [i]xy[/i] síkmetszete.)[br][br]a) Milyen mozgást végez az elektron a kondenzátor elektromos terében?[br][br]b) Mekkora az elektron gyorsulása?[br][br]c) Mennyi ideig mozog az elektron a lemezek között, ha ismerjük a kondenzátorlemezek [i]l[/i][sub][color=#666666][font=Arial]1[/font][/color][/sub] hosszát?[br][br]d) Add meg az elektron [i]y[/i] irányú elmozdulását, amikor kilép az elektromos térből![br][br]e) Írd fel az elektron [i]y [/i]irányú sebességét, amikor kilép az elektromos térből![br][/color][/justify][/size]
5. feladat
[size=100][justify][font=Arial][color=#666666]Írd fel az elektron fajlagos töltését![br][br]a) A kondenzátor elektromos teréből kilépve mennyi idő kell az elektronnak az ernyőn való becsapódáshoz, ismerve a kondenzátor és az ernyő [i]l[/i][sub]2[/sub] távolságát?[br][br]b) Írd fel az elektron [i]y[/i] irányú eltérülését az ernyőn![br][br]c) A kapott képletből fejezd ki az elektron fajlagos töltését![br][br]d) Hogyan tudod kiszámítani az elektron fajlagos töltését, ismerve a kondenzátorlemezek [i]d[/i] távolságát?[/color][/font][color=#666666][/color][/justify][/size]
6. feladat
[size=100][justify][color=#666666]Végezz méréseket és számításokat a [i]Felhasználói leírás[/i]ban ismertetett módon![br][/color][/justify][/size]
Kapcsolódó érdekességek
[size=100][justify][font=Arial][color=#666666]Sir Joseph J. Thomson manchesteri fizikust az elektron atyjának is nevezik.[br][/color][/font][color=#666666]1894-től az angol fizika fellegvárának számító Cavendish Laboratórium vezetője volt, amelynek irányítását 1919-ben tanítványának, E. Rutherfordnak adott át. Sok neves tanítványa volt, köztük hét Nobel-díjas is (a hetedik saját fia volt). 1915-től 1920-ig a Brit Tudományos Akadémia elnökeként is dolgozott. [/color][color=#666666]1894-ben kimutatta, hogy a katódsugárzás sebessége ezred része a fénysebességnek. Ezzel megmutatta, hogy a katódsugárzás nem elektromágneses hullám, hiszen az elektromágneses hullámok terjedési sebessége a fénysebesség.[br][/color][color=#666666]1897-ben azt tapasztalta, hogy a katódsugárzás elektromos mezőben is eltéríthető, megmutatva ezzel, hogy a katódsugárzás elektromosan töltött részecskék áramlása. Ekkoriban elkezdett mérései vezettek el az elektron felfedezéséhez, majd tömegspektrográfiai munkája során kimutatta az izotópok létezését. Thomson (és Lénárd) már 1899-ben kimutatta, hogy az elektromosság „hordozóira” ugyanaz a fajlagos töltésérték adódik, akár elektrolízissel, akár fotoelektromos hatással hozzák azt létre. A töltéssel rendelkező anyagnak tehát egy univerzális, új formáját találta meg, az elektront. Az elektron elnevezést nem használta, nem is szerette. 1899-ben meghatározta az elektron töltését is, de elég nagy hibával.[br][/color][color=#666666]Az elektron felfedezésével szükségessé vált az atom belső szerkezetére vonatkozó egyszerűsített elképzeléseket megalkotni. Az első atommodellt, az atom „mazsolás puding” modelljét, 1904-ben Thomson alkotta meg.[br][/color][color=#666666]Munkásságáért 1906-ban fizikai Nobel-díjat kapott.[br][/color][/justify][/size]

Information: Az elektron fajlagos töltésének mehatározása