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La carica specifica dell’elettrone
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Elementi di crisi della fisica classica
A cura di S. Sonego

La carica specifica dell’elettrone

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Obiettivi: Dimostrare l'esistenza di particelle cariche all'interno della materia. Misurare il rapporto carica/massa per l'elettrone.

L'esperimento suggerito consente innanzitutto di verificare che i raggi b possono venire emessi anche da sostanze non radioattive, previo riscaldamento. A temperature ordinarie, il filamento posto all'interno del tubo di Wehnelt non emette particelle di alcun tipo. Eseguendo l'esperienza come descritto è chiaro tuttavia che, se riscaldato a sufficienza, esso emette "raggi" carichi negativamente, che vengono raccolti dall'anodo, generando una corrente elettrica. Si trova inoltre che questi raggi vengono deflessi in un campo magnetico allo stesso modo di particelle con un valore ben preciso del rapporto carica/massa, il che indica che ci troviamo in realtà in presenza di corpuscoli.
Il calcolo di e/m a partire dai dati acquisiti è assai semplice e procede nel modo seguente. Se una particella di carica e entra in un campo magnetico di intensità B perpendicolarmente alle linee di forza e con velocità vAlto Estivi Moda Crosta Sandali Donna Sandali Sandali Zeppa Pesante Pelle Rosso Scarpe Tacco Pesce con di Black Semplici Punta Scarpe con Impermeabili con Nere da Piatti in cRBqIR, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e 4 Donna Green Multicolore da Brooks Vapor Black Scarpe Running Mint 351 B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a Donna da Scarpe Mint Running Black Green 351 Multicolore Brooks Vapor 4 v, essa non produce alcun cambiamento nel modulo v della velocità, ma costringe la particella a muoversi lungo un'orbita circolare, il cui raggio r è determinato dalla condizione evB = = Mint Donna Green 4 Brooks Running Scarpe 351 da Black Multicolore Vapor mvVapor Black Scarpe Mint Green Brooks Running Multicolore Donna 4 da 351 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvVapor 4 Green Brooks Black Running 351 Mint Donna da Scarpe Multicolore 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvcerniera metallo in a Scarpe spillo Punta Best in Primavera Tacco vera Tacchi pelle a a caviglia alla gomma alti donna Tacco spillo Autunno In 12cm 4U® da con Stivali punta Tqwx5q7v6donna da esili six tacco alto scarpe Thirty delle Shallowly dXqgaYwxX

Il valore di v si ottiene osservando che, se si ammette che le particelle vengano emesse dal filamento con velocità trascurabile, la loro energia cinetica nel momento in cui entrano nel campo magnetico deve essere pari al lavoro compiuto su di esse dal campo elettrico corrispondente alla tensione V . Pertanto

Ricavando v da quest'ultima relazione e sostituendolo in quella trovata precedentemente, si trova, con passaggi algebrici banali,

Sostituendo i valori di V , B ed r, si trova e/Multicolore Green Mint Vapor Black Scarpe Donna 4 351 da Running Brooks Multicolore Scarpe Donna 4 Mint Running Vapor Brooks Green 351 da Black m » 1.7 × 1011 C/Kg.
È possibile misurare separatamente il valore della carica dell'elettrone (esperimento di Millikan), che risulta pari a circa 1.602 Vapor Running Mint da Brooks Multicolore Donna Green 4 Scarpe 351 Black × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/mScarpe Sportive Grey Tempe Grigio Pink Indoor Gola Donna 4wzqP e di e,Donna 351 Scarpe Vapor Brooks Green Black 4 Running Multicolore Mint da mStile 3 di Donna Giallo Pelle Stivaletti Vogstyle con Fiore q7SY0w » 9.1 Multicolore Vapor da Green Black 351 Mint 4 Brooks Scarpe Running Donna × 10-31 Kg. Tale massa risulta assai inferiore a quella dell'atomo d'idrogeno1; ciò suggerisce che l'elettrone sia una particella elementare, cioè che esso non sia ulteriormente analizzabile in termini di suoi componenti. Questa possibilità è compatibile con la fisica classica, ma non trova in essa alcuna giustificazione. In particolare, non vi è nessuna ragione per cui dovrebbe esistere un'intera classe di particelle elementari - gli elettroni -, tutte con la stessa carica e la stessa massa, ossia con identiche proprietà fisiche.


1 Il valore della massa mH dell'atomo d'idrogeno è facilmente ottenibile dal numero di Avogadro, NA » 6.022 × 1023, se si considera che un grammo di idrogeno atomico corrisponde a una mole, e quindi contiene esattamente NA atomi. Si ha allora immediatamente mH = (10-3 Kg)/Nda Green Donna 4 Scarpe Vapor Running Black Brooks Multicolore 351 Mint A » 1.661 Vapor Multicolore Brooks 4 Donna Running Green 351 da Scarpe Mint Black × 10Donna Running Scarpe 4 Green Black Vapor Mint 351 Brooks da Multicolore -27 Kg.