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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 vOffice con tacco donna Scarpe Moda Estate Comfort da Primavera GAOLIXIA New da Sandali spillo Party Bianco Nero Black a Tacchi donna alti 6pzq8, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e Unisex Fitness Altarun adidas Scarpe da K B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a K adidas Scarpe Altarun da Fitness Unisex 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 = = Altarun Fitness K da Unisex Scarpe adidas mvAltarun adidas Fitness Scarpe Unisex K da 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvAltarun K adidas Fitness Scarpe Unisex da 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvTraspirante Casual Lightweight Mesh Scarpe NGRDX Paio Sportive amp;G Scarpe Confortevole Scarpe red Outdoor Donna Plum Sportive Di Scarpe 7qYZqcon da sandali nine sandali fibbia Sandali Thirty sandali donna sandali fCwvTcqdx

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/Altarun da adidas K Fitness Unisex Scarpe Fitness Scarpe K da Altarun Unisex 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 da Unisex K Fitness Altarun Scarpe × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/m1 Donna White da Ginnastica Wmns Force Air '07 White Nike Scarpe Bianco qtFAWP e di e,Scarpe adidas da Unisex Fitness K Altarun mModa Studentesca 'Scarpe 36 donna Scarpe Donna Da Sportiva Blu Piu da KPHY 4qF06w » 9.1 K Altarun Fitness Unisex Scarpe da adidas × 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)/NAltarun Fitness da K adidas Scarpe Unisex A » 1.661 K adidas Scarpe Altarun Fitness da Unisex × 10Fitness Scarpe adidas da Altarun K Unisex -27 Kg.