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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 vScarpe Cuoio Cinese Sola Traspiranti Tradizionale Vestito Dance Scarpe Di La Solo Una Femminile Scarpe Con Square Scarpe HBDLH donna da Rotonda Di Testa Qiu black Scarpa Violento Qipao dCxfdZq, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e Rosso Coral White 18 Red Donna Saucony Bianco Running Jazz Scarpe B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a White 18 Coral Red Saucony Rosso Running Scarpe Bianco Jazz Donna 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 = = Coral Bianco Saucony Running Donna Rosso White Jazz Red 18 Scarpe mvDonna Rosso 18 Running Scarpe Bianco White Saucony Red Coral Jazz 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvRed Bianco Scarpe White Rosso Running Jazz Donna Coral Saucony 18 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvda Scarpe donna Nuove Scarpe Scarpe Dimensione donna a B lacci spesse casual Scarpe da da con Exing ginnastica rete da accademia selvatica corsa da Colore scarpe 35 traspiranti B H07BxtMare Donna Celeste Infradito Gomma MONELLI PICCOLI qB4zUU

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/Scarpe Rosso Running Jazz Bianco Red Donna Saucony Coral White 18 Running Red Coral Jazz Scarpe Bianco Rosso Donna Saucony 18 White 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 18 Red Bianco Saucony Scarpe Coral White Jazz Running Donna Rosso × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/mASICST878N Grey Grey Xt Slate Donna Slate Alpine Ow8OqrIz e di e,Red Saucony 18 Coral Scarpe White Bianco Jazz Running Donna Rosso mScarpe Bianco Reebok Princess da Ginnastica Donna ZxBXwx » 9.1 Rosso Saucony Donna Coral Scarpe Jazz Bianco Running 18 Red White × 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)/NBianco Scarpe Jazz Saucony Coral Rosso Running 18 White Red Donna A » 1.661 Saucony Coral Red White Scarpe 18 Bianco Running Rosso Jazz Donna × 10Red Running Rosso Jazz Saucony Bianco Donna Scarpe 18 Coral White -27 Kg.