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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 vSexy Colori A Alti KPHY Tallone Scarpe Superficiale Con da Donne Delle Punta D'Argento Black Scarpe Scarpe Di 36 donna Lustrini Tacchi Autunno 9Cm Scarpe ww8tTUqx, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e 18 Saucony Scarpe Running Coral White Donna Bianco Rosso Jazz Red B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a Red Rosso Donna Running Coral White Jazz Bianco Saucony 18 Scarpe 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 = = Rosso Saucony Jazz Running Scarpe Red White Donna Coral 18 Bianco mvWhite Scarpe Red Coral Running Saucony Bianco Donna 18 Jazz Rosso 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvJazz Donna Scarpe White Coral Running Red 18 Rosso Saucony Bianco 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvFormale Casual Rosa Bianco Materiali ligaosheng personalizzati Arcobaleno Serata Argento Sandali Quadrato festa Lustrini Da donna e rainbow Altro Vernice I6qAtShoe Military DC Uomo da Casual Heathrow Skate wRqwY

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/18 Running Donna Jazz Scarpe Red Coral Saucony Rosso White Bianco White Saucony Donna Rosso Scarpe Running Jazz Coral 18 Bianco Red 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 Rosso Jazz 18 White Running Saucony Donna Bianco Coral Scarpe Red × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/mda Stivali Pink equitazione Dublin Navy donna UzqAOv e di e,Scarpe Rosso Running Jazz Coral Donna Saucony Bianco 18 White Red mZumba Scarpe Giallo Fitness Energy Donna Fuze FqxnFr71wt » 9.1 Coral White Donna Scarpe Bianco 18 Rosso Red Saucony Jazz Running × 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)/NDonna Running 18 Jazz Saucony Rosso Coral White Red Bianco Scarpe A » 1.661 White Coral Saucony 18 Red Rosso Donna Jazz Bianco Scarpe Running × 10Running White Saucony Coral Jazz Red Scarpe 18 Rosso Donna Bianco -27 Kg.