Инерционный метод измерения заряда. История открытия электрона

Измерение абсолютного заряда электрона и его удельного заряда. Опыт Милликена. Метод Томсона. Метод магнитной фокусировки Буша.

Лекция №16.

Опишите эффект Холла в инерционных электронах в полупроводниках.

Опишите эффект Холла в полупроводниках.

а. При неодинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на положительные и отрицательные носители, имеет одинаковое направление.

б. При одинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на положительные и отрицательные носители, имеет одинаковое направление.

в. При одинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на положительные и отрицательные носители, имеет неодинаковое направление.

г. при одинаковом направлении тока и поля магнитная сила, действующая на отрицательные носители, имеет одинаковое направление.

а. Выполнен анализ возможной схемы уменьшения холловского поля на примере двух холловских элементов, один из которых – генератор напряжения, а второй – нагрузка.

б. Выполнен анализ возможной схемы усиления холловского поля на примере трех холловских элементов, один из которых – генератор напряжения, второй – нагрузка, а третий-катушка индуктивности

в. Выполнен анализ возможной схемы усиления холловского поля на примере холловского элемента, либо – генератора напряжений, либо – нагрузки.

г. Выполнен анализ возможной схемы усиления холловского поля на примере двух холловских элементов, один из которых – генератор напряжения, а второй – нагрузка.

6. Что такое датчик ЭДС Холла?

а. Элемент автоматики, радиоэлектроники.

б. Элемент измерительной техники.

в. Все правильные.

г. Все неправильные.

Экспериментальные данные, связанные с образованием химических соединений, подтверждали существование «атомных» частиц и позволили судить о малых размерах и массе отдельных атомов. Однако реальная структура атомов, в том числе и существование еще меньших частиц, составляющих атомы, оставалась неясной до открытия Дж.Дж.Томсоном электрона в 1897.

Электрическими разрядами в трубках Гейсслера (немецкий стеклодув) заинтересовался У. Крукс, который установил, что характер разряда в трубке меняется в зависимости от давления, и разряд полностью исчезает при высоком вакууме.

Более поздние исследования Ж. Перрена показали, что вызывающие свечение «катодные лучи» представляют собой отрицательно заряженные частицы, которые движутся прямолинейно, но могут отклоняться магнитным полем.

Сущность метода Томсона заключалась в том, что все частицы, образующие катодные лучи, тождественны друг другу и входят в состав вещества.

Рис 16.1. Схема экспериментальной установки: 1– Катод, 2– Источник высокого напряжения, 2 – 2-е катушки, 3 – 2-е пластины конденсатора, 4– Экран, 5– Диафрагмы D, E.

С помощью разрядной трубки особого типа, изображенной на рис. 16.1, Томсон измерил скорость и отношение заряда к массе частиц катодных лучей, позднее названных электронами. Электроны вылетали из катода под действием высоковольтного разряда в трубке. Через диафрагмы D и E проходили только те из них, что летели вдоль оси трубки.

Электрическая сила F_E, действующая на заряд e со стороны электрического поля E, дается выражением

F_E = eE (16.1).

. Сила F_H, действующая со стороны магнитного поля H, пропорциональна напряженности поля, скорости частицы v и ее заряду e:

F_H = Hev (16.2)

Томсон установил, что эта скорость зависит от напряжения на трубке V и что кинетическая энергия электронов mv ²/2 прямо пропорциональна этому напряжению, т.е. mv ²/2 = eV. (Отсюда термин «электрон-вольт» для энергии, приобретаемой частицей с зарядом, равным заряду электрона при ускорении разностью потенциалов 1 В.) Комбинируя это уравнение с выражением для скорости электрона, он нашел отношение заряда к массе

(16.4).

Эксперименты Томсона показали, что электроны в электрических разрядах могут возникать из любого вещества. Поскольку все электроны одинаковы, элементы должны различаться лишь числом электронов. Кроме того, малая величина массы электронов указывала на то, что масса атома сосредоточена не в них.