Чтобы количественно проиллюстрировать этот результат, пользуясь более или менее реальными числами, предположим, что сила, действующая на частицы, равна 10~16 Н, протяженность области отклонения 0,05 м, протяженность области дрейфа 1,1 м, масса частиц катодных лучей 9·10-31 кг,
Вверху. Одна из трубок, которыми Дж. Дж, Томсон пользовался для измерения отношения массы электрона к его заряду.
Внизу. Схематическое изображение аппаратуры в эксперименте Томсона. Отрицательный электрический заряд подается на катод от генератора, с которым катод соединен проводником (выведенным через стекло). Аноды (коллиматоры) соединены с генератором другим проводником, по которому отрицательный электрический заряд возвращается генератору. Отклоняющие пластины подключены к полюсам высоковольтной батареи питания, которая создает на пластинах большие отрицательный и положительный заряды. Катодные лучи испускаются катодом и проходят через щели в аноде (коллиматоре), фокусирующие узкий пучок. Далее в области между пластинами лучи отклоняются под действием электрических сил, после чего свободно распространяются, пока не попадут на стенку стеклянной трубки, создавая на ней пятно света. (Это изображение воспроизводит рисунок катодно-лучевой трубки Томсона из его статьи «Катодные лучи», PhilosophicalMagazine, 44, (1897), p. 293, рис. 2. Чтобы рисунок выглядел более отчетливо, мы не показали здесь магниты, использованные для отклонения катодных лучей.)
Схематическое изображение наиболее знакомой нам катодно-лучевой трубки современного телевизионного кинескопа. Как мы видели, Томсон изучал отклонение катодных лучей (которые оставались невидимыми в трубке) по положению светового пятна, возникающего на стекле трубки при соударении с ней частиц. Благодаря телевидению это светящееся пятно стало в наши дни гораздо привычнее, чем это было во времена Томсона. По существу, кинескоп это катодно-лучевая трубка, обращенная торцом К зрителю. В нем пучок электронов под действием электрических сил перемещается периодически по экрану трубки. При соударении электронов со стеклянным экраном, имеющим специальное покрытие, возникает световое пятно. Телевизионный сигнал регулирует интенсивность катодного луча при его соударении с экраном; в результате на экране наблюдается быстрое чередование светлых и темных пятен. Вследствие сравнительно медленной реакции глаза и мозга мы воспринимаем это чередование как мгновенное изображение.
а их скорость 3·7 м/с. Тогда отклонение луча в момент его попадания в торец трубки составляет
10-16Н ´ 0,055 м ´1,1 м
Отклонение = ———————————————— = 0,0068 м.
(9 · 10-31 кг) ´ (3 • 107 м/с)2
Такое расстояние нетрудно измерить. (Ответ получается в метрах, потому что при расчете мы пользовались последовательной системой единиц, в которой все длины выражены в метрах, интервалы времени в секундах, массы в килограммах, скорости в метрах в секунду, силы в ньютонах и т. д. Можно было бы избрать любую другую систему единиц, но, поскольку смещение луча это длина, ответ всегда получался бы в тех единицах длины, которые приняты в данной системе.)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.