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3. Dati tecnici
Riscaldamento:
Tensione anodica:
Corrente anodica:
Tensione del
condensatore:
Distanza
piastre condensatore: ca. 8 mm
Schermo fluorescente: 80 mm x 80 mm
Ampolla:
Lunghezza totale:
4. Utilizzo
Per l'esecuzione degli esperimenti con il tubo di
Thomson sono inoltre necessari i seguenti
apparecchi:
1 Portatubo S
1 Alimentatore ad alta tensione 5 kV (115 V, 50/60 Hz)
oppure
1 Alimentatore ad alta tensione 5 kV (230 V, 50/60 Hz)
1 Coppia di bobine di Helmholtz S
1 Alimentatore 500 V (115 V, 50/60 Hz)
oppure
1 Alimentatore 500 V (230 V, 50/60 Hz)
1 Multimetro analogico AM51
4.1 Inserimento del tubo di Thomson nel
portatubi
•
Montare e smontare il tubo soltanto con gli
apparecchi di alimentazione disinseriti.
•
Spingere il tubo nel supporto del portatubi
con una leggera pressione finché i contatti
dello spinotto non si trovano interamente nel
supporto; rispettare la posizione univoca
dello spinotto di guida.
4.2 Rimozione del tubo di Thomson dal
portatubi
•
Per estrarre il tubo, con l'indice della mano
destra esercitare pressione sulla parte
posteriore dello spinotto di guida, fino ad
allentare gli spinotti di contatto. Quindi
estrarre il tubo.
5. Esempi di esperimenti
5.1 Deflessione magnetica
•
Cablare il tubo come indicato nella fig. 2.
•
Inserire le bobine nei fori corrispondenti del
portatubi (geometria di Helmholtz).
•
Attivare l'alimentatore ad alta tensione.
•
Applicare tensione alle bobine e osservare
l'andamento del fascio.
L'andamento del fascio elettronico è circolare e
7,5 V CA./CC
≤
2000 V – 5000 V CC
ca. 0,1 mA /U
= 4000 V
A
max. 350 V
ca. 130 mm Ø
ca. 260 mm
1014525
1003309
1003310
1000611
1003307
1003308
1003074
la deflessione avviene in un piano verticale al
campo magnetico.
Ad una tensione anodica costante il raggio della
deflessione si riduce aumentando la corrente di
bobina.
Con una corrente di bobina costante il raggio
aumenta incrementando la tensione anodica.
Ciò è indice di una maggiore velocità.
Un elettrone di massa m e di carica e che si
muove
verticalmente
magnetico B, viene forzato dalla forza Lorentz B
e v in un binario circolare:
2
⋅
m
v
⋅
⋅
=
B
e
v
r
dove v è uguale alla velocità dell'elettrone e r è
uguale al raggio di curvatura.
5.2 Deflessione elettrica
•
Cablare il tubo come indicato nella fig. 3.
•
Attivare l'alimentatore ad alta tensione.
•
Attivare la tensione del condensatore e
osservare l'andamento del fascio.
Un elettrone che attraversa alla velocità v il
campo elettrico E di un condensatore a piastre
con la tensione del condensatore U
distanza dalle piastre d, viene deflesso su un
binario parallelo:
1
e
E
2
=
⋅
⋅
⋅
y
x
2
2
m
v
dove y è la deflessione lineare lungo la distanza
lineare x.
5.3 Determinazione di e/m e v
5.3.1 Mediante deflessione magnetica
•
Struttura di prova come da fig. 2.
Per la velocità dipendente dalla tensione
anodica U
degli elettroni v vale quanto segue:
A
e
= 2
⋅
⋅
v
U
A
m
Dalle equazioni 1 e 3 per la carica specifica e/m
deriva che:
⋅
2
e
U
=
A
(
)
2
⋅
m
B
r
può essere letta direttamente, B e r possono
U
A
essere determinati in modo sperimentale.
5.3.1.1 Determinazione di r
Il raggio di curvatura r del fascio elettronico
deflesso viene determinato mediante il punto di
uscita A (ved. Fig. 1).
Per Pitagora vale quanto segue:
2
2
2
2
= c
+ b
= c
+(r – a)
r
2
2
+
c
a
=
r
2
a
2
rispetto
al
campo
(1)
e la
P
(2)
(3)
(4)
2
2
2
2
= c
+ r
-2ra + a
(5)
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