Khóa luận tốt nghiệp Vật lý: Chuyển động của hạt mang điện trong điện từ trường và phép đo điện tích riêng của electron

MỤC LỤCPHẦN A : Lý thuyết về chuyển động của hạt mang điện trong điện trường và trongtừ trường CHƯƠNG 1 : Phương trình chuyển động của hạt mang điện trong điện CHƯƠNG 3 : Xác định điện t

-1 2524.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM

KHOA VẬT LÝ

ĐỀ TÀI:

CHUYỂN DONG CUA HẠT MANG DIEN TRONG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ PHÉP DO

ĐIÊN TÍCH RIÊNG CUA ELECTRON

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PHAM VĂN DONG SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYÊN THỊ THU TRANG

NIÊN KHÓA ; 1995 - 1999

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn ! Ban giám hiệu trường và han chủ

nhiệm khoa vật lý đã cho phép và tạo

điều kiện để em thực hiện luận văn

Thay Phạm Văn Đổng da tin tinh

hướng dẫn và gitip đỡ em trong thời gian

MỤC LỤC

PHẦN A : Lý thuyết về chuyển động của hạt mang điện trong điện

trường và trongtừ trường

CHƯƠNG 1 : Phương trình chuyển động của hạt mang điện trong điện

CHƯƠNG 3 : Xác định điện tích riêng của những hạt mang điện

1 : Xác định điện tích riêng của tia âm cực

2: Xác định điện tích riêng của ion

PHAN B : Tiến hành thí nghiệm và ghi nhận kết qủa

THÍ NGHIÊM | : Đo từ trường gây ra bởi một cặp day Helmholtz

GVHD : PHAM VAN ĐỒNG

PHAN A:

LY THUYET VE CHUYEN DONG CUA

HAT MANG DIEN TRONG DIEN

TRUONG & TU TRUONG

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG — 7 1 |

GVHD ; PHAM VĂN DONG

CHUONG 1:

PHƯƠNG TRINH CHUYỂN DONG CUA HẠT

MANG ĐIỆN TRONG ĐIỆN TRƯỜNG & TU

TRƯỜNG ĐỀU

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG a oe 2

GVHD ; PHAM VAN ĐỒNG |

Khi mắt hat mang điện, có điện tích c, chuyển động trong không gian, ở đó có cả điện

trưững và từ trường thì nó chịu tác dựng của cả điện trường và từ trường (lực điện và lực tử] dược xác định bai công thức:

Chúng ta sẽ dựa vào phương trình trên để xét chuyển đông của hat mang điện trong mot

xử trường hop đơn giản và ứng dụng của nó trong khoa hoe kỹ thuật.

Gid sử hạt có vận tốc ban đầu v, đi vàu từ trường đều có cảm ứng từ là

Để đơn giắn ta xét trường hợp vận tốc v vuông góc với từ trường B

‘Ta nhận thấy rằng lực Lorentz luôn vuông góc với v„ diễu đó có nghĩa là công của lực này luôn bằng không Vì thế đô lớn của vận tốc v là không đổi trong qiía trình chuyển đông.

fare Lorentz không đổi và có giá trị :

f=c.v.B

Life nầy vuông góc với phương chuyển đông nên đóng vai trò chủ lực hưởng tâm Dưới tác

dung của lực đó, hạt chuyển động déu theo một đường tròn, Ban kính r của qgũy đạo tròn

này được xác định từ điều kien:

GVHD : PHAM VĂN DONG

suy ra:

e

.B

m

Bain kính r của gũy dao tron phụ thuộc vào vận tốc v của hat mang điện, vào độ lớn cảm

ứng từ B và vào tỷ số = gọi li điện tích riêng của hat mang điện.

Dac điểm của chuyển động này là chu kỳ chuyển đông của hat không phu thuộc vào vận

tốc của hạt, Thật vậy chu kỳ T có giá trị là :

Hình fi là qñy đạo cud hai hạt giống nhau có vận tốc vụ, v„ khác nhau Nếu hai hat

vũng : dt phá: từ một điểm 0, thì sau khi chuyển động một vòng với cùng một khoảng

thi gì a, chún sẽ lại gap nhau ở 0

GVHD ; PHAM VAN ĐỒNG |

Nét trường hợp tổng quát khi vận tốc v hop với cảm ứng từ Ũ một góc œ mod (

“a # ¬ ) Vựctd vận tốc v được phân tích thành hai vectd thành phần

-.® 1

vi v, = vsina

v //1 => v, “ v.cosư

Vi Ive Lorentz luôn vuông góc với từ trường nên không có thành phẫn của lực dọc thee

hướng của từ trường do đó thành phân vận tốc của hạt theo hưởng này vụ không bị ảnh

hưởng bởi lực Lực chỉ tác dung làm thành phan vận tốc của hat vuông gác với tit trường

( Y, ) và như đã xét ở trên, nó khiến cho hat chuyển dong theo đường tròn nằm trong mat

phẳng vuông góc với B Do đó, chuyển động của hat là tổng hợp của hai chuyển động :

* Chuyến động tròn déu trong mắt phẳng vuông góc vii ñ với vận tốc đài bằng v, với

bán kính, chu kỳ gũy đạo, tấn số góc được xác định theo các công thức trên, chỉ cẩn

thay trong đó các giá trị v = v.sina

* Chuyển động đều theo quán tính, với vận tốc v = v.cosa@ đọc theo phương của ñ

Vì thế qũy đạo của hạt là một đường xoắn ốc hình trụ, có trục trùng với phương của cảm

ứng từ B

Bude của đường xoắn ốc là :

2.7.V.cosơ

° m

{= v,,.T =

I Sự lệch của hat mang điện trong điện trường và từ trường

| Xét môt cham hạt mang điện tích chuyển đồng theo trục Ox với van tốc ban đầu vụ, di

qua hai bin của một tụ điện phẳng Nếu giữa hai bản của tụ điện chưa có điện trường,

hạt mang điện sẽ chuyển động thẳng déu và đập vào màn chấn ở điểm A

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG 5 |

_ GVHĐ: PHAM VĂN ĐỒNG |

Đài vào giữa hai bản tu một điện trường và để đơn giản giả thiết rằng khoảng cách giữa

Lui bản là nhỏ so với kích thước của chúng, để cho điện trường giữa hai bản có thể coi là

đều Dat true tọa độ Oy theo phương của điện trường ta có :

E,=E,=0 E,=E

Con tử trường bằng không : BL = BL = BL = 0

Chuyển động của hạt ở giữa hai bản của tụ điện là :

dvs

m a c.E

Có thể phan tích thành các thành phan sau :

đy Vọ Mig đ, „ eẼ

dt ` dt * dt mTích phan các phương trình này chú ý rằng vận tốc ban đầu v, hướng theo trục Oy, ta có :

cE

= { Ÿ 0 x m=m ——=({

Ve NE OM V, =

Kết gua là hat tham gia hai chuyển động đồng thời :

+ Chuyển động đều theo quần tính với vận We v„ dọc theo Ox

Chuyển động nhanh dẫn đều theo trục Oy dưới tác dung của lực f = e.E không đổi

Chuyển động tổng hợp của hạt có qũy đạo là một parabol ( giống như trường hợp của

mot vật ném theo phương nằm ngang trong trong trường )

Xét một cách chỉ tiết : dưới tác dung của lực điện trưởng, hat thu được gia tốc :

GVHD : PHAM VĂN DONG |

Chuyển động của hat trong điện trường xắy ra trong khoảng thời gian :

Ve

1, : chiều đài của bản tụ điện theo phương Ox

Sau khoang thời gian đó, bạt bị lệch theo phương của trục Oy một khoảng :

Nếu khoảng cách từ tụ điện đến màn chắn là I;, thì sau khi ra khỏi tụ điện, hạt bị lệch

theo trục Oy môi khoảng y; :

Kết qua này cho thấy, sau khi rời khỏi bản tụ điện, hat chuyển động thing, giống như nó

đã xuất phát từ giữa tụ điện, mà phương chuyển động lập với trục Ox một góc #

2 Xét sự lệch của chùm hạt mang điện khi hạt chuyển động qua khu vực có từ trường Giả

GVHD : PHAM VAN ĐỒNG |

sit hat có van tốc v„ theo trục Ox, và từ trường tic dung trong khoảng có chiêu dail

Verio cám ứng từ vuông góc với vận tốc vụ Lực Lorentxơ tic dung lên hạt có gid trí

Xét trường hợp sự lêch của hạt là nhỏ, nghĩa là có thể coi lực fF và gia tốc a không đổi

và luôn vuông póc với trục Ox Bằng cách lý luận hoàn toàn tương tự như trong trường hợp

diễn trường, ta có độ lệch của hạt trong từ trường là :

Kết qúa cho thấy sự lệch của chùm hạt nếu là nhỏ thì sau khi ra khỏi từ trường, hạt sẽ

chuyển động như là nó xuất phát tif tam của vùng có từ trường

* Ta nhận thấy rằng sự lệch của những chùm hạt mang điện trong điện trường và từtrường tỷ lệ với điện tích riêng = của hat, tỷ lệ với cường độ điện trường ( E hac B )

và phụ thuộc vào vận tốc v, của hat

Những liat có cùng giá trí = và vận tốc v, bị lệch như nhau và đập vào cùng một điểm

trên man chấn

| SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG 7 8

GVHD : PHAM VAN ĐỒNG |

CHUONG 2:

UNG DUNG CUA CHUM TIA ELECTRON

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG 9

GVIID : PHAM VAN ĐỒNG |

| ru kính electro

‘Trong kỹ Swat hiện ( oi, chùm tia electron dược ứng dụng rất nhiều, Muốn sử dung chùm

ta đó, !g itapi ie những chim phát electron mạnh, đồng thời phải có biện pháp tạonến al ‘ny 'hùm :+ — tính chất cẩn thiết về hình dạng, cường độ, đô hội tu Những

điểu de ce thé thee +n được bằng cách ứng dụng sv lệch của chùm tia trong điển

trường +? ong Trong điện trường và từ trường electron chiu lực tác dụng của lực

én và lực từ, nên nói chung chùm tin không truyền thong mà chúng có thé bị khúc xạ hay phần xa

‘Ta hãy xét một chùm sia electron huyển động theo một phương nào đó và đi vào một

điện trường đều của một tụ điện ping ( xuyên qua bản đương của tụ điện ) như trên hình

a Khi đó điện trường có tác dụng him chuyển động của clectron Thành phần vận tốc

pháp tuyến v„ của eiectron, vuông góc với các mật đẳng thế, có giá trị giảm dẫn Thành phan vận tốc tiếp tuyến v,, song song với mặt đẳng thế, không thay đổi Nếu điện trường đủ mạnh, hì đến một điểm B nào đó, thành phẩn v„ triệt tiêu và sau đó đổi hướng Kết qủa là electron sẽ chuyển động theo đường cong ABC và ra ngoài điện

trường ( điểu ni y có thể thực hiện được nếu bin của tụ điện là một lưới kim loại hay một

lá kim loại cự mỏng có thể cho chùm electron truyền qua ) Vì độ biến thiên của đện thế

từ A đến Bs từ B đến C là bằng nhau nhưng ngược hướng nên chùm electron ra khỏi

điện trường ip với ban tụ điện một góc bằng góc của cham tia tới, Ở đây có sự phản xạ

của chủm : electron và định luật phin xạ cũng giống như trong quang học ( hình b ) :chim tia ts và tỉa phản xạ nằm trong cũng một mắt phẳng với pháp tuyến của mat dingthé, góc ts bằng góc phản xa.

Nếu điệ ' trường không đủ mạnh để làm cho vận tốc vụ triệt tiêu, chim tia electron sẽ

bay ra khỏi bản kia của tụ diện dưới góc khác so với góc tới, Hướng của chữ tia bị thay

đổi Ta nói rằng clectron đã bị khúc xạ Góc khúc xạ lớn hơn góc tới nếu electron chuyển

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG

GVHD : PHAM VAN ĐỒNG |

ee — —— —————

đêng tữ nơi có điện thé cao đến nơi có điện thế thap ( vì điện trường có tác dung hãm

electron ) Như hinh a sau day :

Tia electron bị khúc xạ giống như một lia sang truyền từ môi trường có chiết suất n, lớn sang môi trường có chiết suất n, nhỏ.

Nếu electron chuyển động tử nơi có điện thế thấp đến nơi có điện thế cao, góc khúc xạ r

nhỏ hơn góc tới 1 ( hình b ) giống như trường hợp khúc xạ của tỉa sáng khi n, > n,

Từ đó ta thấy rằng sự biến đổi điện thế trong không gian làm ảnh hưởng đến sự truyền

của chùm electron Bằng cách bố trí những điện trường thích hợp, ta có thể tạo nên

những hệ thống có khả năng làm thay đổi su truyền của chùm tia electron, giống như

những hệ thống quang hoc làm thay đổi sự truyền của tia sáng Ta cũng có thể lầm tương

tự nhờ bố trí những từ trường thích hợp Việc nghiên cứu và ứng dụng những hiện tượng

này được xét trong phân riêng của vật lý là phần quang học electron, Trên cơ sở sự phản

xa, khúc xạ của tia electron, ta có thể tạo nên những thấu kính clectron, có tác dụng

phân kỳ hay hội tụ chùm tia sáng

Trong thấu kính điện, sự lệch của những electron được thực hiện nhờ điện trường gây bởi

hệ thống điện cực, có hình dang và điện thế thích hợp Hình vẽ sau cho ta một sơ đỗ của

thấu kính đơn giản : gồm điện cực D,, D, có cùng một điện thế, ở giữa chúng là điệncực D,, Nếu điện thế D,, Ð, có điện thế đương so với D,, thấu kính có tác dụng hội tụ

chùm electron, Chùm electron xuất phát từ P, sau khi đi qua thấu kính sẽ hội tụ lại ở P,

và ta thu được ở P, ảnh của nguồn electron ở P

4]

| SVTH : NGUYEN THI THU TRANG II

Trong những thấu kính từ, su lệch chim electron được gãy bởi từ trường của những ống

đây có hình dang nhất định Chhúng ta biết đến sự hội tu của electron trong từ trường của

xôlêunôit Những electron xuất phát tử cùng mot điểm của nguồn hội tụ tại cùng một

điểm ở cách nguồn một bước xoắn của qũy dao, tao nên ảnh của điểm đó Hình dưới day

cho ta ảnh của nguồn qua một thấu kính từ tạo bởi một từ trường của một xôlênôit

“Trong thực té ta có thể tạo nên thấu kính từ bằng một vòng đây có dòng điện chạy qua

hoặc để tăng cường khả năng hội tụ, ta có thể dùng cudn diy nhiễu vồng và có lõi sắt

thể hình sau:

Hình này cho ta mat cất của một thấu kính từ thông dung

Chùm tia electron và những thấu kính được ứng dụng nhiều trong kỹ thuật Ở đây ta xét

hai trường lợp ứng dung quan trọng là dao động ky điện tử và kính hiển vi điện tử

II, Dao động ký điện tử

Dao động ký điện tử là một dụng cụ phổ biến trong việc nghiên cứu vật lý Nó giúp ta

quan sát những biến đổi nhanh Bộ phân cơ bản của nó là ống phóng tia electron Ống

phóng là mot bình thủy tinh đã hút chân không Nguồn electron là một catốt đốt nóng K,phát xa nhiệt electron Nhờ một hệ thong điện cực tăng tốc và thấu kính clectron, chùm

electron hội ty thành một tia mảnh và đập vào màn huỳnh quang E, tạo thành một chấm

sáng Giữa nguồn clectron và màn huỳnh quang có đặt hai cặp bản tụ điện c, và c; có

tác dung làm lệch chùm tia theo hai phương vuông góc với nhau

ˆ.A,

£>—[ + _}-——_——_«

=F | ‡

6,

Ở một cập bản tụ điện, thí dụ e, người ta dat một điện thé biến thiên theo thời gian, theo

một quy luật biểu điển trên hình sau :

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG 12

GVHD : PHAM VAN ĐỒNG |

Điện thé hình ring gọi là điện thé quét hay điện thé khai triển Điện thé khai triển làm

cho tia electron trên màn huỳnh quang chuyển đông đều theo phương nằm ngang Trên

cấp bản tu điên còn lại ( cập c,), ta đất điện thế cắn nghiên cứu Dưới tác dụng đồng

thời của điện trường hai tụ điên vệt sáng trên màn vẽ nên một đường cong, biểu diễn sự

biến thiên của điện thế cẩn nghiên cứu theo thời gian

Trong môi số dao đông ký, sự lệch của tia elctron được gây bởi từ trường Khi đó những

tụ điện được thay bằng những cudn đây, dat bên ngoài ống phóng và ở sát đó

Vì khối lượng electron rất nhỏ, nên quán tính của electron cũng nhỏ Nhờ thế mà dao

động ký điện tử có thể dùng để khảo sát những qúa trình biến đổi rất nhanh Đó là một

ưu điểm lân của dao động ký điện tử Ống phóng tia electron còn được ứng dụng nhiều

trong kỹ thuật rada và vô tuyến truyền hình

IL Kính hiển vi điện tử

ole vì

Sơ dé so sánh kính hiển vi điện từ dùng thấu từ và kính hiển vi quang học

' §VTH : NGUYEN THI THU TRANG

Kinh hiển vi điện tử là một dung cụ, trong đó người ta ứng dụng khả năng hội tụ chùm tia

clectron của những thấu kính tử Một chữ electron phát ra từ một catốt đốt nóng, dược

hội tụ và roi qua vật cẩn quan sat Những vật khác nhau của vật ngãn cẩn chim electron

nhiều hay ít tùy theo tính chất của từng vật Nhờ một hệ thấu kính từ, ta thu được ảnh

phóng đại của vật Ảnh này có thể hiện trên man huỳnh quang hoặc được chụp vào phim

hay kính ảnh Hình trên là sơ đỗ kính hiển vi điện tử dùng thấu kính từ và kính hiển vi

quang học có bộ phận chụp ảnh, để tiện so sánh những phân của kính hiển vi điện tử ký

liệu bằng chữ lớn A, B, C những phẩn tướng ứng của kính quang hoc ký hiệu bằng chữ

a, h,© Trong kính hiển vi điện tử A là nguồn electron, B là thấu kính từ hội tu tia

electron

và roi tia này qua vật C, D và vật kính E là vật trung gian của vật, E là thấu kính hội tụ

cho ta ảnh cuối cùng G của vật trên man huỳnh quang ( hay kính ảnh ) H Toàn bô hệ

thống được đặt trong một ống, được hút chan không sao cho quãng đường tự do trung

bình của electron lớn hơn nhiều so với khoảng cách từ nguồn electron đến man H

Trong kính hiển vì quang học, a là nguồn sắng, b là kính tụ quang, ¢ là vật cần quan sắt,

d là vật kin, e là ảnh trung gian, f là thấu kính tụ cho ta ảnh cuối cùng của vật trên kính

ảnh h Những kính hiển vi điện tử hiện đại có độ phóng đại hàng tam ngần tin hay lớn hơn Đô phóng đại của kính hiển vi quang học tốt nhất cũng chỉ vào khoảng vài ngàn Lin.

Do đó kính hiển vì điện tử giúp ta nghiên cứu những vật mà kính hiển vi quang học

không giúp ta quan sát được: Độ phóng đại của kính hiển vi điện tử lớn là do bước sóng

của electron rất nhỏ so với bước sóng ánh sáng dùng trong kính hiển vi quang học

Kính hiển vi điện tử là một công cu rất quan trọng của vật lý và khoa học hiện đai

| SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG l4

GVHD : PHAM VĂN DONG

CHUONG 3: ;

XAC DINH DIEN TICH RIENG CUA NHUNG

HAT MANG DIEN

_§VTH: NGUYEN THỊ THU TRANG — — a l5

GVHD : PHAM VĂN ĐỒNG |

Việc xác định điện tích ¢ và khối lướng m của hat mang điện ( electron, ton ) có ý nghĩa

(juan trạng trong việc nghiên cứu những hiện tướng điện, trong việc xác định ban chất của

những hat đó, trong vật lý nguyên tử và trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật khác ‘TY số

= cin hat gọi là điện tích riêng của chúng, có ý nghĩa quan trong và cẩn được xác định môi cách chính xác, Có nhiều phương pháp để xác định điện tích riêng Ở đây chúng taxét những phương pháp trong đó ứng dung su lệch của hạt mang điện trong điện trường và

LY treet

1 Xác định điện tích riêng của tia âm cực

| Việc xác định điện tích riêng của tia Am cực được J, Thomson thực hiện từ năm 1897,

bằng cách xác định sự lệch của tia âm cực trong điện trường và từ trường vuông gúc với

nhau, và vuông góc với hướng của chằm tia Am cực

‘Tia âm cực được tao ra trong ống phóng điện, phát ra từ catốt đi qua khe hở anốt A, được

thu hẹp lại Tia âm cực đi vào giữa hai bản tụ điện C Một nam châm điện gây nên môi từ

trường theo phương ngang của ống phóng tác dụng lên chùm tia trong phạm vi tác dụng

của điện trường Độ lệch của chùm tia âm cực gây ra trên màn huỳnh quang M ở cuối

ống Nếu không có cả điện trường và tử trường thì tia âm cực sẽ đi thing và ở giữa màn

huỳnh quang ở điểm O

Nếu ta cho điện trường tác dụng ở hai bản tụ điện, chùm tia bị lệch về phía bản dương,

chứng tỏ chùm tia mang điện âm Từ trường cũng gây sự lệch cho chìm tia, theo phương

của su lệch do điện trường gây ra

'Irước hết cần xác định vân tốc của những hat trong tia âm cực Muốn thế Thomson cho cả

điện trường và từ trường đồng thời tác dung lên chuyển dong của tia, và chọn giá trị của

điện trường E và cảm ứng từ B sao cho tác dung của hai trường khử nhau, nghĩa là tia âm

cực vẫn đập vào điểm giữa O của màn huỳnh quang Từ đó có thể tính được vận tốc của

lia âm cực Thật vậy, điện trường tác dụng lên mỗi hạt của tia âm cực một lực bằng c.‡, từ trường tác dung lực bằng ¢.v,B Vì chùm tia không bị lệch nên hai lực này bằng nhau và

ngược chiều, do đó ta có thể tỉnh được :

v

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG 16|

GVHD: PHAM VĂN DONG

Hãy eet chỉ cdn cho tác dụng riêng hiệt hoặc điện trưng E, hoặc từ trường B và quan sát

sit lệch của chùm tia, có thể xác định được tỷ số © theo công thức :

m

ae m |v?

e

t = —1,B ga PL

Bằng phương pháp nay Thomson đã xác định được tỷ số = và xác định được ban chất của

tia âm eve chính là chùm clectron chuyển đông

2 Ngoài phương pháp trên, goi là phương pháp điện trường và từ trường bất chéo, còn

phướap pháp gọi là phương pháp hôi tụ bằng từ trường Phương pháp này ding để do điện

tích rềng của clectron phát xa nhiệt từ một catốt nóng Sơ đổ thí nghiệm được vẽ như hình

XI

lectron được phát ra từ catốt K và tăng tốc nhờ một điện trường đặt giữa catốt K và anốt

A Sau khi đi qua anốt có một lỗ ở giữa, chùm clectron gp màn chấn E, có một khe vòng

tròn có tâm tring với trục của chim tia, Man này chỉ cho những electron nào chuyển đông

theo đường sinh của một hình nón có góc mở 2ø đi qua

Sau khi qua man E, electron di vào môi khoảng không gian không có điện trường Thiết bị

trên đây được đặt trong môi ống đã hút chân không lồng hên trong một ống dây trong đó

có mot từ trường đều B đã biết Khi đó các clccưon chuyển động theo những đường

xoắn, Những elecưon qua màn li, tạo thành với trục cùng một gócœ sẽ lại gap trục của

ống tai những điểm cách nhau một khoảng bằng số nguyên lin bước xoắn Ở những điểm

gũp nhau đó, tiết diễn của chùm tia là nhỏ nhất, ta nói rằng nó bị hôi tụ, Nếu thay đổi gid

trị của từ trường do xolênôit tạo ra sẽ có những lúc vệt sáng do chùm electron tao ra trền

CC GVHD: PHAM VAN ĐỒNG |

màn Hed diện tích nhỏ nhất ( tức màn ảnh chi có một chấm sáng ) Khi đó khoảng cách d

từ anốt đến man huỳnh quang E có giá trị hằng một số nguyên lắn bước xoắn :

d=n.l (n=l1,2,3 )

Với n = !, ta có mặt cất dọc của chùm tỉa như hình a

Với n= 2, mat cất dọc chùm tia như hình b

Thay biểu thức trên vào giá trị của Ì ta có ;

Tuy nhiên giá trị xác định trên chỉ đúng cho những clectron chuyển động cham so với vận

tốc ánh sáng Khi vân tốc electron khá lớn ta thấy = giảm đi, đó là vì khối lượng của nó

đã tăng thco van tốc Theo thuyết tương đối, nếu vận tốc của hạt là v, thì khối lượng của

nó phu thuộc vào vân tốc theo định luật :

Trong đó m, là khó: lượng tĩnh của hạt, ¢ là vận tốc ánh sáng Giá trị xác định theo công

thức én chính là khối lượng riêng ứng với m,

Trong thí nghiệm của Thomson thi vận tốc của electron khá nhỏ, chỉ vào khoảng 0,1 c,nên giá trị m chỉ sai khác với m„ khoảng 0,5% Trong thí nghiêm với catốt đốt nóng, vận

tốc của clectron có thể lớn hơn nhiễu Trong moi trường hợp ta đều thấy tỷ số < gidm khi

vận We Ung, rất phù hợp với công thức

SVTH : NGUYEN THỊ THU TRANG a — 1|