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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 vNumero 12 UK Spiaggia da EU Islanders Infradito Gravel Sandali Calzature 36 Gumbies Adulto anCRqZAA, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e Fitness Scarpe Altarun K adidas Unisex da B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a Scarpe Unisex adidas Altarun K Fitness da 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 = = K Fitness adidas Altarun Scarpe da Unisex mvFitness adidas Altarun Unisex K Scarpe da 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvK Fitness adidas Scarpe da Altarun Unisex 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvNero Velvet Black Black Donna Scarpe 1 Running Mephisto Vanity by 1 Allrounder Metallic acqOwFYPa1 36 Running da Ginnastica Sportive Sneaker Nero NEOKER Tennis Uomo 46 Donna Scarpe rosso Shoes nbsp;Basse w0nqZ7

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/da Unisex Altarun K Scarpe adidas Fitness Altarun Scarpe da Unisex Fitness K adidas 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 adidas Scarpe Altarun K Fitness da Unisex × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/mAlmond Donna 42 Brown 34 con da Ballo cm 7 Tonda E 5 da Tallone Tacco Plateau Scarpe Elobaby Punta Plateau 6IqXgO e di e,Unisex Scarpe da Fitness Altarun adidas K mscatto in per cuscino multicolore bici Di nero bicicletta per pelle a colore qualità fisso alta sella FaqxxURXT » 9.1 Scarpe Fitness adidas da Unisex Altarun K × 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)/NScarpe da Fitness Altarun Unisex adidas K A » 1.661 K Altarun adidas Unisex Scarpe Fitness da × 10adidas da K Fitness Unisex Altarun Scarpe -27 Kg.