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2. Description
Le tube à pinceau étroit sert à l'étude de la dévia-
tion de faisceaux électroniques dans un champ
magnétique homogène à l'aide de la paire de
bobines Helmholtz (1000906) ainsi qu'à la déter-
mination quantitative de la charge spécifique e/m
de l'électron.
Un piston en verre renferme les canons électro-
niques constitués d'une cathode d'oxyde à chauf-
fage indirect, d'un cylindre de Wehnelt et d'une
anode trouée, en atmosphère de gaz résiduel au
néon avec une pression gazeuse précise. Les
atomes gazeux sont ionisés sur toute la trajectoire
des électrons, formant un faisceau brillant à cou-
pure nette. Des repères de mesure permettent de
déterminer le diamètre du chemin circulaire du
rayon dévié dans le champ magnétique sans paral-
laxe.
Le tube est monté sur un socle présentant des
douilles de connexion de couleur. Pour protéger
les tubes, un circuit de protection est installé
dans le socle ; celui-ci coupe toute tension supé-
rieure à celle indiquée sur le socle de tubes sous
« Cutoff-Voltage » (tension de relâchement). Le
circuit de protection empêche qu'une tension trop
élevée dissipe le chauffage et veille à ce que la
tension n'augmente que lentement lors la mise
sous tension.
3. Caractéristiques techniques
Remplissage de gaz :
Pression gazeuse :
Tension de chauffage :
Courant de chauffage :
Tension Wehnelt :
Tension anodique :
Courant anodique :
Diamètre du pinceau étroit : 20 à 120 mm
Ecart des repères :
Diamètre de piston :
Hauteur totale avec socle : 260 mm
Plaque :
Masse :
néon
-5
1,3 x 10
bar
5 à 7 V CC (cf. indi-
cation « Cutoff-
Voltage » sur le so-
cle de tubes)
< 150 mA
0 à -50 V
200 à 300 V
< 0,3 mA
20 mm
160 mm
3
115 x 115 x 35 mm
env. 820 g
4. Notions de base generales
Sur un électron se déplaçant à une vitesse v
perpendiculairement par rapport à un champ
magnétique uniforme B, la force de Lorentz agit
perpendiculairement par rapport à la vitesse et
au champ magnétique.
F
e
v
B
e: charge élémentaire
Elle soumet en tant que force centripète l'électron
2
m
v
F
r
m: masse de l'électron
sur une trajectoire circulaire au rayon r. D'où en
découle
m
v
e
B
r
La vitesse v dépend de la tension d'accélération
U du canon à électrons:
e
2
v
U
m
Pour la charge spécifique de l'électron, l'équation
susmentionnée s'applique alors :
e
2
U
2
m
r
B
Si, étant donnés différentes tensions d'accéléra-
tion U et différents champs magnétiques B, nous
mesurons les rayons respectifs r d'une trajectoire
circulaire, les valeurs mesurées s'inscrivent alors
dans un diagramme r
l'équation (5) sur une droite d'origine dont la
pente est e / m.
Le champ magnétique B est généré dans une
paire de bobines de Helmholtz ; sa valeur est
proportionnelle au courant I
seule bobine. Il sera possible de calculer le fac-
teur de proportionnalité k à partir du rayon de la
bobine R = 147,5 mm et du nombre de spires N =
124 par bobine :
B
k
I
H
3
4
2
k
4
10
5
L'ensemble des grandeurs déterminantes étant
par là connues pour cette charge élémentaire
spécifique.
2
2
2
B
-2U conformément à
parcourant une
H
Vs
N
mT
7
, 0
756
Am
R
A
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
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