ماذا يحدث لو وضع مجال مغناطيسي بصورة عمودية مرة واخرى بصورة موازية لحزمة الالكترونات في تجربة قياس الشحنة النوعية للالكترون؟

1 إجابات
profile/لينا-نواف-سماره
لينا نواف سماره
مهندسة في وزارة الإدارة المحلية (٢٠١٨-٢٠١٩)
.
٠٥ يناير ٢٠٢١
قبل ٤ سنوات
ما لاحظه طومسون في تجربته أنّه عند تطبيق مجال مغناطيسي على الشعاع المكون من جزيئات سالبة (الإلكترونات) وجد أن الشعاع يتجه للأسفل وبتغيير اتجاه المغناطيس سيتغيّر الإتجاه للأعلى.
عند تشغيل المجال المغناطيسي فقط في تجربة طومسون لحساب الشحنة النسبية (النوعية) للإلكترون والتي هي (نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته). 

  • (المجال المغناطيسي عمودياً على حزمة الإلكترونات)،
الإلكترون سيتحرك حركة دائرية بسبب المجال المغناطيسي ويكون له نصف قطر(r)  وتكون القوة المغناطيسية مساوية للقوة المركزية:

Fm = Fc

- عند دخول الإلكترون لمجال مغناطيسي ينشأ عن ذلك قوة، وتكون هذه القوة تساوي:

Fq = q* B* V

B: كثافة المجال المغناطيسي الموجود.
V: سرعة الشحنة التي تدخل المجال، والسرعة النسبية للإلكترون داخل المجال.
q: مقدار الشحنة (قد تكون سالبة أو موجبه).

مقدار القوة F هي قيمة متجهة وكذلك حاصل الضرب للسرعة والمجال المغناطيسي (B* V) أيضاً اتجاهي.

ويعتمد حاصل الضرب الإتجاهي يعتمد على قيم المتجهات المتعامدة، أي أنه إذا كانت السرعة المتجهة متعامدة على المجال المغناطيسي ينتج عن حاصل الضرب قيمة تدل على مقدار القوة، ولكن إذا كانت السرعة المتجهة موازية للمجال يكون حاصل الضرب في هذه الحالة (صفر). أي أنَّه، المجال المغناطيسي لا يؤثر على الشحنة وحتى يؤثر المجال المغناطيسي على الشحنة يجب أن يكون متعامداً على سرعتها المتجهة وهنا تكون قوة المجال المغناطيسي متعامدة على السرعة المتجهة على الشحنة والمجال المغناطيسي.

ووحدة قياس المجال المغناطيسي حتى تتمكن من معرفتها، تحتاج لكتابة المعادلة في الأعلى ولكن دون اتجاه:

│F│ = Q │V│* │B│* sinϴ

وتقاس القوة بوحدة نيوتن (N) والشحنة كولوم (C) والسرعة (m/s)

N = C* m/s * B

B = N*s/ C*m  حسب نظام الوحدات الدولية.

- وسميت نسبة للعالم الفيزيائي نيكولا تيسلا بوحدة (تسلا) "T".

- أمَّا بالنسبة للمجال المغناطيسي الموازي لحزمة حركة الإلكترونات فإنّه لا يؤثّر في حركة الإلكترونات أبداً، ويؤدي بذلك إلى حركة الإلكترونات بشكل مستقيم وموازي للمجال.