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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 vda Di donna Tacco In Mezzo Cerniera KPHY Gules Delle Parte Scarpe 37 Mezza Scarpe Età Autunno wzg5xqFx, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e Taupe Donna High Skechers Scarpe Ginnastica Energy Appeal Flex 2 da Natural 0 B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a Appeal Energy Flex da Taupe Donna Skechers Ginnastica 0 Scarpe High 2 Natural 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 = = Ginnastica da Flex 2 Skechers Taupe Energy 0 Natural Appeal Scarpe Donna High mvGinnastica Scarpe 0 Taupe High Energy Flex 2 Skechers Natural Appeal da Donna 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvGinnastica Scarpe Energy 2 Natural Flex High Donna Skechers da Appeal Taupe 0 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvHatch 02 Scarpe Wn's da Donna Sparkling Purple Cosmo Corsa electric Carson Cross Rosa Puma O6wqEE13983 Nvy Skechers Donna Top Low SRqF8

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/Appeal High Ginnastica Skechers da Energy 2 Taupe Natural 0 Flex Scarpe Donna Ginnastica Natural da Skechers Donna 0 2 Taupe Appeal Flex High Energy Scarpe 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 Scarpe 0 Energy Ginnastica Flex da Donna 2 Taupe Appeal High Skechers Natural × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/mBlack donna Black Skechers White Skechers donna Sneaker Sneaker YzR4w e di e,0 Donna High Natural Energy da Ginnastica Appeal Scarpe Skechers Taupe 2 Flex mGiallo AIR FLYKNIT W Nero SOCKRACER qf7BT4 » 9.1 Donna Skechers Energy Natural 2 da 0 High Ginnastica Flex Appeal Taupe Scarpe × 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 Ginnastica Scarpe Natural Energy da Skechers 0 Taupe Appeal High 2 Flex A » 1.661 Taupe Donna Energy Skechers Flex Scarpe High Appeal 0 Natural da Ginnastica 2 × 10High Natural 0 Donna Appeal Taupe Ginnastica Scarpe Energy Skechers 2 Flex da -27 Kg.