Описание установки. Схема экспериментальной установки приведена на рис

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 3. В эксперименте по определению удельного заряда электрона используется серийная электронно-лучевая трубка от осциллографа 1. Трубка помещена внутрь длинного соленоида 2, создающего вдоль оси трубки магнитное поле, которое с достаточной степенью точности можно считать однородным. Соленоид питается постоянным током от источника питания 3, величина

потребляемого соленоидом тока контролируется амперметром А.

Все электроды электронной пушки ЭП трубки, предназначенные для ускорения электронов, их фокусировки и регулировки тока пучка электрически соединены друг с другом. Для регулирования энергии электронов, испускаемых накаленным катодом трубки К, между катодом и остальными электродами пушки прикладывается разность потенциала, источником которой служит блок питания 4, величина которой контролируется вольтметром V. После прохождения электродов электронной пушки электроны попадают в область пространства, где электрическое поле отсутствует (устройство электронно-лучевой трубки таково, что потенциал последнего электрода пушки – второй или третий анод – равен потенциалу экрана) и электроны движутся с постоянной тангенциальной скоростью . Если известна ускоряющая разность потенциалов U, величина тангенциальной скорости может быть определена из закона сохранения энергии электронов:

; . (6)

Индукция магнитного поля соленоида может быть рассчитана по формуле

, (7)

где Гн/м; J – ток, текущий в обмотке соленоида; n – количество витков обмотки соленоида; l – длина обмотки соленоида.

Выходя из отверстия последнего электрода пушки, расположенного на оси электронно-лучевой трубки, электроны под действием магнитного поля соленоида будут двигаться по винтовым линиям, пересекая ось прибора в точке, называемой фокусом. Регулируя величину индукции магнитного поля изменением величины тока через обмотку соленоида, можно добиться, чтобы фокус оказался на экране, покрытом слоем люминофора. В этот момент размеры изображения на экране будут минимальными. При этом шаг L винтовой линии будет равен расстоянию от последнего электрода пушки до экрана a. Увеличивая индукцию магнитного поля можно создать ситуацию, когда на расстоянии a будет укладываться два, три и более витков спирали, то есть можно получить несколько фокусировок, номер которых определяется выражением

, (8)

здесь N – номер фокусировки.

Используя приведенные выше формулы, можно получить выражение для удельного заряда для произвольного номера фокусировки:

. (9)