Relación de carga a masa del electrón
En 1897, el físico británico JJ Thomson midió la relación de la carga eléctrica (e) a la masa del electrón (me) mediante el uso de un tubo de rayos catódicos y aplicando el campo eléctrico y magnético perpendicular entre sí, así como a la trayectoria de los electrones. Thomson argumentó que la cantidad de desviación de las partículas de su trayectoria en presencia de campo eléctrico o magnético depende de:
- La magnitud de la carga negativa en la partícula, mayor es la magnitud de la carga en la partícula, mayor es la interacción con el campo eléctrico o magnético y, por lo tanto, mayor es la desviación. El aparato para determinar la carga a la relación de masa del electrón
- La masa de la partícula: más ligera es la partícula, mayor es la desviación.
- La intensidad del campo eléctrico o magnético: la desviación de los electrones de su trayectoria original aumenta con el aumento del voltaje a través de los electrodos, o la intensidad del campo magnético.
Cuando solo se aplica un campo eléctrico, los electrones se desvían de su trayectoria y golpean el tubo de rayos catódicos en el punto A. De manera similar, cuando solo se aplica un campo magnético, el electrón golpea el tubo de rayos catódicos en el punto C. Al equilibrar cuidadosamente la intensidad del campo eléctrico y magnético , es posible traer de vuelta el electrón al camino seguido como en ausencia de campo eléctrico o magnético y golpean la pantalla en el punto B. Al realizar mediciones precisas sobre la cantidad de deflexiones observadas por los electrones en la intensidad del campo eléctrico o la intensidad del campo magnético, Thomson pudo determinar el valor de e / me como: = 1.758820 × 1011 C kg.
Carga en electrones
RA Millikan (1868-1953) ideó un método conocido como experimento de gota de aceite (1906-14), para determinar la carga en los electrones. Encontró que la carga en el electrón era – 1.6 × 10–19 C. El valor actual aceptado de la carga eléctrica es – 1.6022 × 10–19 C. La masa del electrón (me) se determinó combinando estos resultados con los de Thomson. valor de la relación e / me. –19 e 11 –1 e 1.6022 × 10 C = = / 1.758820 × 10 C kg eme m = 9.1094 × 10–31 kg
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Método de gota de aceite de Millikan
En este método, se permitió que las gotas de aceite en forma de neblina, producidas por el atomizador, entraran a través de un pequeño orificio en la placa superior del condensador eléctrico. El movimiento hacia abajo de estas gotas se observó a través del telescopio, equipado con un ocular micrométrico. Al medir la velocidad de caída de estas gotas, Millikan pudo medir la masa de las gotas de aceite. El aire dentro de la cámara se ionizó al pasar un haz de rayos X a través de ella. La carga eléctrica en estas gotas de aceite fue adquirida por colisiones con iones gaseosos. La caída de estas gotas de aceite cargadas puede retrasarse, acelerarse o hacerse estacionaria dependiendo de la carga en las gotas y la polaridad y la fuerza del voltaje aplicado a la placa. Al medir cuidadosamente los efectos de la intensidad del campo eléctrico en el movimiento de las gotas de aceite, Millikan concluyó que la magnitud de la carga eléctrica, q, en las gotas es siempre un múltiplo integral de la carga eléctrica, e, es decir, q = ne, donde n = 1, 2, 3 …
Fuente: NCERT