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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 bo-
bines Helmholtz (1000906) ainsi qu'à la détermi-
nation 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 coupure
nette. Des repères de mesure permettent de dé-
terminer le diamètre du chemin circulaire du rayon
dévié dans le champ magnétique sans parallaxe.
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 supérieure 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 ten-
sion.
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
1,3 x 10
-5
bar
5 à 7 V CC (cf. indi-
cation « Cutoff-Vol-
tage » sur le socle
de tubes)
< 350 mA
0 à -50 V
200 à 300 V
< 3 mA
20 mm
160 mm
115 x 115 x 35 mm
3
env. 820 g
4. Notions de base generales
Sur un électron se déplaçant à une vitesse v per-
pendiculairement par rapport à un champ magné-
tique uniforme B, la force de Lorentz agit perpen-
diculairement 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 pro-
portionnelle au courant I
bobine. Il sera possible de calculer le facteur 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 spé-
cifique.
2
2
B
2
-2U conformément à
parcourant une seule
H
Vs
N
mT
7
, 0
756
Am
R
A
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
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