La fisica dei corpuscoli/Capitolo 5/3
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3. — Velocità degli elettroni nei raggi catodici. — Si può determinare con un metodo molto elegante dovuto a Thomson.
Sappiamo che i raggi catodici sono deviati tanto da un campo magnetico come da un campo elettrico. Nel primo caso, se chiamiamo con H l’intensità del campo, la forza che farà deviare i raggi sarà proporzionale al campo e alla corrente generata dal moto dei corpuscoli. Questa corrente a sua volta sarà data dal prodotto della carica di un elettrone, che diremo e, per la velocità con cui si muove, e che diremo v. Sicchè potremo scrivere che la forza esercitata dal campo magnetico sopra un elettrone è rappresentata da
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L’azione del campo elettrico è invece proporzionale al campo e alla carica dell’elettrone. Se chiamiamo con X l’intensità di quello, la forza esercitata sull’elettrone sarà
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Ora noi possiamo far agire contemporaneamente i due campi sullo stesso fascio di raggi e disporre le cose in modo che le due deviazioni che ne sono l’effetto siano nella stessa direzione, ma in senso inverso. Allora i due effetti si sottrarranno, e si potranno regolare l’intensità dei due campi in modo che i due effetti siano egual in intensità, e quindi il fascio di raggi catodici non sia deviato in nessuna parte. Quando questa condizione è stata raggiunta sarà dunque
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e poichè le intensità H ed X possiamo misurarle, così possiamo ricavare di qui il valore di v;
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I valori trovati per v sono variabili a seconda della maggiore o minore rarefazione del gas contenuto nei tubi. Quando il vuoto è molto spinto, ossia la rarefazione è grande, la velocità v è all’ordine di 1010 cm. ossia circa 1/3 della velocità della luce. Per rarefazioni minori diventa dell’ordine di 109.
In ogni caso la velocità è sempre più grande di quella che si conosce per qualunque specie di corpo, e varie migliaia di volte maggiore della mobilità delle molecole più rapide.