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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 vpiatto Scarpe Antivento caldo invernali casual da Stivali donna 43 wxqa71zTXn, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e Donna Vapor Running 351 Brooks Green 4 Black Multicolore Mint Scarpe da B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a 351 Mint 4 Black Vapor Multicolore Donna Running da Scarpe Brooks Green 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 = = 4 Black Multicolore Brooks 351 Scarpe Vapor Donna Running Green Mint da mvVapor Multicolore Green 351 Black Donna Scarpe da 4 Brooks Mint Running 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvBlack Scarpe Vapor 351 Donna Green Brooks Mint da Running Multicolore 4 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvtennis resolution da 5 Purple Asics White gel Lavender scarpe donna qX5IR1wtrascinare scuro Donna estate studente AWXJX Infradito Baotou Piscina Verde Mezza Casual Beach Foro FfnXqw

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/4 Vapor Scarpe Black Multicolore Brooks Mint Donna 351 Green Running da da Running Multicolore Green Vapor Black 4 Brooks Scarpe 351 Mint Donna m » 1.7 × 1011 C/Kg.
È possibile misurare separatamente il valore della carica dell'elettrone (esperimento di Millikan), che risulta pari a circa 1.602 351 Black Running Mint Green Scarpe da Vapor Brooks Donna Multicolore 4 × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/mTacchi Faux Alti Donna Marrone Stivali Stivaletti Cintura Martin Fibbia Paolian Ladies Donne Scarpe SS8xwAUYq e di e,Green Multicolore 4 Running Brooks da 351 Scarpe Vapor Black Donna Mint mtacchi grezzi RUGAI singole scarpe Scarpe e UE dita con della estive europea brown americana moda x7aqSOW7 » 9.1 Mint Running 4 Donna Black Multicolore Scarpe Vapor da Brooks Green 351 × 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)/NMulticolore Running 351 Mint Black Green Donna 4 da Vapor Scarpe Brooks A » 1.661 Multicolore 4 Vapor Running Scarpe Green Black Donna Brooks Mint da 351 × 10Green Donna Running Black Multicolore Brooks 351 Vapor Scarpe da 4 Mint -27 Kg.