Şimdi Ara

elektron kütlesi nasıl ölçülür

Daha Fazla
Bu Konudaki Kullanıcılar: Daha Az
1 Misafir - 1 Masaüstü
5 sn
3
Cevap
0
Favori
2.259
Tıklama
Daha Fazla
İstatistik
  • Konu İstatistikleri Yükleniyor
0 oy
Öne Çıkar
Sayfa: 1
Giriş
Mesaj
  • arkadaşlar hareket halindeki bir elektronun kütlesi nasıl ölçülmüş. Varsa yapılan deneyin adı ve deneyle ilgili bilgi istiyorum.



  • al sana deney... :)

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

    elektron kütlesi nasıl ölçülür




    Şekil 1:a) Elektron tüpü deney düzeneği

    elektron kütlesi nasıl ölçülür


    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 )


    elektron kütlesi nasıl ölçülür



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

    elektron kütlesi nasıl ölçülür


    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.


    elektron kütlesi nasıl ölçülür


    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 )

    elektron kütlesi nasıl ölçülür



    Şekil 4:a) buton sağa gitme butonu

    elektron kütlesi nasıl ölçülür


    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


    elektron kütlesi nasıl ölçülür



    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>




  • çok saol kardeş[frndsp]
  • Yapay Zeka’dan İlgili Konular
    Daha Fazla Göster
    
Sayfa: 1
- x
Bildirim
mesajınız kopyalandı (ctrl+v) yapıştırmak istediğiniz yere yapıştırabilirsiniz.