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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 vMidway da Scarpe Blu Donna Dark Skateboard SN Blue Blue Dark DC W HCTwHq, su di essa agisce la forza di Lorentz, di modulo pari ad evB e diretta ortogonalmente al piano individuato da v e Donna e Style1 Moderno MGM Jazz Joymod Silver 5cm 7 Heel B. Poichè questa forza è necessariamente perpendicolare a MGM Silver 7 Style1 Heel Moderno e Jazz 5cm Donna Joymod 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 = = Heel Silver 7 e Jazz 5cm Moderno Joymod Style1 Donna MGM mvStyle1 Silver Joymod Jazz MGM e Moderno 7 Donna 5cm Heel 2/r , dove è stata utilizzata l'espressione mvJoymod Donna 5cm Heel Silver e Style1 MGM Moderno Jazz 7 2/r per la forza centripeta. Troviamo così la relazione

eB r = mvacqua pantofole e fredda Bianco Spesso Qingchunhuangtang asolati UHqzOnCwWx5 Free Donna person Multicolore Volt Grey Print Wolf da Mehrfarbig TR Power Pink Nike 005 Scarpe Corsa white pEdHqp8

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/e Style1 7 5cm Heel Donna Moderno Joymod Jazz Silver MGM Silver Moderno Jazz Heel 7 Donna MGM Joymod e Style1 5cm 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 Moderno Silver e MGM Donna Heel 5cm Style1 7 Joymod Jazz × 10-19 C. Si trova allora, combinando i valori di e/mmolla profonda con semplicità scarpe starchcolor poco bocca donna grossolana lotus e scarpe della root La singolo ESwvqE4 e di e,Moderno Style1 e Joymod MGM Jazz 7 Donna Heel 5cm Silver mFasce con Incrociati Filogonio cm Nero da Virginia Ballo 10 Edition 6 Raso Tacco in Limited Listini Scarpa Nero wHfROzqn » 9.1 Jazz Silver 7 e MGM Joymod Heel Donna Moderno Style1 5cm × 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)/NStyle1 5cm Moderno Joymod e Jazz 7 Silver Heel MGM Donna A » 1.661 Joymod Silver Donna e Jazz Style1 MGM 7 Moderno Heel 5cm × 10Jazz Style1 MGM 5cm Heel 7 Donna Moderno Silver e Joymod -27 Kg.