elektron kütlesi nasıl ölçülür

Aşağı Git Tüm Forumlar Konu Dışı / Off Topic Konu Dışı elektron kütlesi nasıl ölçülür

Bu konudaki kullanıcılar: 1 misafir

2
Cevap 2259
Tıklama 0
Öne Çıkarma

1. sayfa

elektron kütlesi nasıl ölçülür

Cevap Yaz

slayerxp

21 yıl

Yarbay

Konu Sahibi

arkadaşlar hareket halindeki bir elektronun kütlesi nasıl ölçülmüş. Varsa yapılan deneyin adı ve deneyle ilgili bilgi istiyorum.

DH forumlarında vakit geçirmekten keyif alıyor gibisin ancak giriş yapmadığını görüyoruz.

Üye olduğunda özel mesaj gönderebilir, beğendiğin konuları favorilerine ekleyip takibe alabilir ve daha önce gezdiğin konulara hızlıca erişebilirsin.

Üye Ol Şimdi Değil

Bir Daha Gösterme

OguzKaganAslan

21 yıl

Yüzbaşı

al sana deney... :)

Elektronun kütlesini tespit etmek için, elektron tüpünde elde edilen elektron demetinin ****jen alanda yaptığı çembersel hareketi inceleyelim. ( Şekil 1 )

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 1:a) Elektron tüpü deney düzeneği

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 1:b) Elektron tüpünde elektron demetinin yörüngesi

Yükü e olan serbest bir elektron B manyetik alanına dik olarak havası alınmış bir ortamda hareket ederse, bu yük üzerine Lorentz-kuvveti diye adlandırdığımız kuvvet etki eder:
FL = e v B ( 1 )

Bu kuvvetin, elektronu yarıçapı r olan çembersel yörüngede harekete zorlayıcı etkisi vardır. Bu kuvvet ilk kez Lorentz ( 1853-1928 ) adlı bir fizikçi tarafından ifade edilmiştir.

Katodun ısıtılmasıyla salınan elektronlar, bir U gerilimi altında ivmelendirilerek Helmholtz makaralarının arasına gönderilsin. ( Şekil 2 )

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 2:a) Deney düzeneğinde Helmholtz makaraları ve elektron tüpü

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 2:b) Şematik olarak Helmholtz makaraları ve elektron tüpü

Helmholtz makaralarından akım geçmediği sürece manyetik bir alan oluşmayacağından, elektron demetini herhangi bir sapmaya uğramadan yoluna devam eder. ( Şekil 3 ) Şekilde tüpün içerisinde bulunan flüoresan ekran, büyütülmüş olarak gösterilmiştir.

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 3: Akım olmadığından elektron demeti sapmaya uğramaz

Şimdi; makaralar arasına, bilgisayar ekranı üzerindeki butonu sağa çekmek suretiyle veya sağa gitme butonuna basarak akım vermeye başlayalım. ( Şekil 4:a ) Akım artıkça, elektron demetinin daha çok sapmaya uğradığını görmekteyiz. ( Şekil 4:b )

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 4:a) buton sağa gitme butonu

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 4:b) Akım artıkça elektron demetinin sapması da artar

Deney düzeneğinde manyetik alan öyle bir ayarlansın ki, Lorentz-kuvveti, yerçekimi kuvvetinden çok büyük olsun ve bu yüzden yerçekimi kuvveti dikkate alınmasın. Elektron; çembersel yörüngede hareket ettiği için, merkezkaç kuvveti Lorentz-kuvvetine eşit olmalıdır.

me v2 / r = e v B ( 2 )

Buradan;

e / me = v / (r B ) ( 3 )

elde edilir. Elektronu v son hızıyla ivmelendirmek için, elektronları U ivmelendirici gerilim alanından geçiririz. Enerji korunumuna göre, U ile v arasındaki ilişki:

(1/2) me v2 = e U ( 4 )

olur. Bu eşitlikten hız ifadesi:

v = ( 5 )

elde edilir. ( 3 ) ve ( 5 ) eşitliklerinden;

e / me = 2 U / (B2 r2) ( 6 )

sonucunu elde ederiz. U, B ve r büyüklüklerini deneyde belirlenmesi gerekmektedir.

r'nin belirlenmesi:

Flüoresan ekran üzerindeki, elektron demetinin çembersel yörüngesinin yarıçapı Şekil 5 yardımıyla hesaplanabilir:

r2 = x2+(r-y)2

< Resime gitmek için tıklayın >

Şekil 5: r,x ve y arasındaki ilişki

Buradan, r = (x2+y2)/2y sonucunu elde ederiz.

B'nin belirlenmesi:

Makaralar arasındaki manyetik alan Biot-Savart yasası gereğince,

B = m0(nR2I)/(R2+a2)3/2 olur.

Burada

n: her bir makaradaki sarım sayısı ( 320 olarak verilmektedir )

R: makaranın yarıçapı ( 6,8 cm )

a: makaralar arasındaki ortalama uzaklık ( 3,4 cm )

I: her bir makaradan geçen akım miktarıdır.

Böylece akım ile manyetik alan arasındaki ilişki:

B = 4,25 × 10-3 m-1 × I

olarak elde edillir. Akım artıkça, manyetik alan şiddeti de buna bağlı artmaktadır.

Deneyde, U, I, x ve y değerlerini ölçersek

e / me = 1,76 × 1011 C / kg ( 7 )

elde edilir. Millikan deneyinde bulunan e değerini ( 7 ) denkleminde yerine yerleştirirsek

me = 9,1093897 × 10-31 kg ( 8 )

değerini buluruz.

<b> SONUÇ:
Şimdiye kadar yapılan deneylerde elektro, yükü ve kütlesi ile klasik fizik yasalarına uygun şekilde davranmıştır.

Klasik fizikte bir parçacık belirli bir kütleye ve herhangi bir anda belirli bir konuma ve momentuma sahiptir. Bu demektir ki; belirli bir yörüngesi vardır.</b>

slayerxp

21 yıl

Yarbay

Konu Sahibi

çok saol kardeş[frndsp]

Cevap Yaz

1. sayfa

Tüm Forumlar Konu Dışı / Off Topic Konu Dışı elektron kütlesi nasıl ölçülür