บ้าน » กีฬา » อิเล็กตรอน (อนุภาคมูลฐาน) การหาค่าประจุจำเพาะของอิเล็กตรอน ค่าสมัยใหม่ของโมดูลัสประจุของอิเล็กตรอนคือ

อิเล็กตรอน (อนุภาคมูลฐาน) การหาค่าประจุจำเพาะของอิเล็กตรอน ค่าสมัยใหม่ของโมดูลัสประจุของอิเล็กตรอนคือ

เป้าหมายของการทำงาน: กำหนดประจุจำเพาะของอิเล็กตรอนโดยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในไดโอดที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก

อุปกรณ์: บอร์ดพร้อมไดโอดและคอยล์, พาวเวอร์ซัพพลาย, โวลต์มิเตอร์, มิลลิแอมป์มิเตอร์, แอมป์มิเตอร์

บทนำทางทฤษฎี

ประจุเฉพาะเป็นคุณลักษณะหนึ่งของอนุภาคมูลฐาน ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนประจุต่อมวล ในการทดลองบางอย่าง การวัดทั้งประจุและมวลในเวลาเดียวกันนั้นเป็นไปไม่ได้ แต่สามารถระบุประจุเฉพาะได้ ซึ่งค่าดังกล่าวจะทำให้คุณสามารถระบุอนุภาคได้ ประจุจำเพาะของอิเล็กตรอนสามารถกำหนดได้ เช่น โดยวิธีแมกนีตรอนทรงกระบอก

แมกนีตรอนเป็นหลอดอิเล็กตรอนที่การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนถูกควบคุมโดยสนามแม่เหล็ก แมกนีตรอนถูกนำมาใช้ในวิศวกรรมวิทยุเพื่อสร้างการสั่นความถี่สูงพิเศษ ในการทำงานหลอดอิเล็กตรอนจะถูกนำมาใช้เป็นแมกนีตรอน - ไดโอด 1Ts 11P ซึ่งวางอยู่ในสนามแม่เหล็กของขดลวดที่มีกระแส

อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดที่ให้ความร้อนเนื่องจากปรากฏการณ์การปล่อยความร้อนจะเคลื่อนที่ไปทางขั้วบวกภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ความแรงของสนามไฟฟ้าจะสูงสุดที่แคโทด และในพื้นที่ที่เหลือสนามไฟฟ้าจะอ่อน ดังนั้นอิเล็กตรอนจะเร่งความเร็วใกล้กับแคโทด จากนั้นจึงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบคงที่ในทิศทางแนวรัศมีเข้าหาขั้วบวก ความเร็วของอิเล็กตรอน วีสามารถกำหนดได้ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานศักย์ของอิเล็กตรอนในสนามไฟฟ้าเมื่อเคลื่อนที่จากแคโทดไปยังขั้วบวกจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์:

ที่ไหน อีม – ประจุและมวลของอิเล็กตรอน ยู– ความต่างศักย์ระหว่างแคโทดและแอโนดของไดโอด

หากคุณเปิดสนามแม่เหล็ก , กำกับขนานกับแกนของไดโอดซึ่งหมายถึงตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็ว จากนั้นแรงลอเรนซ์เริ่มกระทำต่ออิเล็กตรอน

, (2)

ที่ไหน บี– การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก

ทิศทางของแรงสามารถกำหนดได้โดยกฎมือซ้าย: ถ้าสี่นิ้วเหยียดออกด้วยความเร็ว และเส้นแรงเข้าสู่ฝ่ามือ นิ้วหัวแม่มือที่งอจะแสดงทิศทางของแรงสำหรับประจุบวก สำหรับอิเล็กตรอนเชิงลบ มันเป็นอีกทางหนึ่ง แรงลอเรนซ์ตั้งฉากกับเวกเตอร์ความเร็ว ดังนั้นจึงเป็นแรงสู่ศูนย์กลาง ดังนั้นวิถีโคจรของอิเล็กตรอนจึงเป็นส่วนโค้งของวงกลม ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน ผลคูณของมวลอิเล็กตรอนและความเร่งสู่ศูนย์กลางจะเท่ากับแรงลอเรนซ์:
ดังนั้น รัศมีความโค้งของวิถีจึงเท่ากับ

. (3)

ดังที่เห็นได้ว่าเมื่อมีการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้น รัศมีความโค้งของส่วนโค้งจะลดลง (รูปที่ 1) ที่ค่าหนึ่งของสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำเรียกว่าวิกฤต ใน crวงโคจรของอิเล็กตรอนจะกลายเป็นวงกลมที่สัมผัสกับขั้วบวก รัศมีวงโคจรวิกฤติเท่ากับครึ่งหนึ่งของรัศมีขั้วบวก ร= ร/ 2. หากสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้นอีก รัศมีวงโคจรจะลดลงอีก และวิถีโคจรของอิเล็กตรอนจะไม่สัมผัสกับขั้วบวก อิเล็กตรอนจะไม่ไปถึงขั้วบวกอีกต่อไป และกระแสขั้วบวกจะลดลงเหลือศูนย์

ที่จริงแล้ว ความเร็วของอิเล็กตรอนค่อนข้างแตกต่างกันเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ไม่ใช่ว่าอิเล็กตรอนทุกตัวจะเคลื่อนที่ในแนวตั้งฉากกับแคโทด ดังนั้นการลดลงของกระแสแอโนดจะค่อยเป็นค่อยไป: อันดับแรกอิเล็กตรอนที่ช้าไปไม่ถึงขั้วบวกจากนั้นจึงเร็วขึ้น ความเร็วกำลังสองเฉลี่ยรากที่ได้จากสมการ (1) สอดคล้องกับส่วนของการลดลงที่สูงชันที่สุดในกราฟ (รูปที่ 2)

การแก้สมการ (1) และ (3) เข้าด้วยกัน โดยคำนึงถึง ร= ร/ 2 เราได้สูตรสำหรับคำนวณประจุเฉพาะของอิเล็กตรอน

. (4)

การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่ศูนย์กลางของขดลวดสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร

, (5)

ช เดอ = 4∙10 -7 G/m – ค่าคงที่แม่เหล็ก; เอ็น- จำนวนรอบของคอยล์ เจ cr– ความแรงของกระแสวิกฤต ล - ความยาวคอยล์; β – มุมระหว่างทิศทางถึงด้านนอกหมุนจากจุดศูนย์กลางของขดลวดกับแกน

การวัดประจุอิเล็กตรอนจำเพาะเชิงทดลองจะดำเนินการในห้องปฏิบัติการ ประกอบด้วย 1) โมดูลที่มีหลอดอิเล็กตรอนอยู่ภายในขดลวด 2) แหล่งจ่ายไฟพร้อมแอมป์มิเตอร์สำหรับวัดกระแสในขดลวดและโวลต์มิเตอร์ 3) มิลลิแอมป์มิเตอร์สำหรับวัดกระแสแอโนด (รูปที่ 3) โมดูลและแหล่งจ่ายไฟเชื่อมต่อกันด้วยสายเคเบิล

เสร็จสิ้นการทำงาน

1. ตั้งค่าขีดจำกัดการวัดมิลลิแอมมิเตอร์ไว้ที่ 20 mA ตรวจสอบการเชื่อมต่อกับโมดูลกับช่องเสียบ "PA" ตัวบ่งชี้ควรแสดงเป็นศูนย์

2. เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟเข้ากับเครือข่าย 220 V ใช้ตัวต้านทานแบบแปรผันตั้งค่าแรงดันแอโนดในช่วง 12–120 V ซึ่งเป็นกระแสขั้นต่ำผ่านคอยล์ (0.5 A) หลังจากให้ความร้อนกับแคโทดแล้ว กระแสไฟฟ้าควรปรากฏในวงจรแอโนดซึ่งบันทึกโดยมิลลิแอมมิเตอร์

ทำซ้ำการวัดกระแสแอโนด โดยเปลี่ยนกระแสผ่านขดลวดในช่วงจาก 0.5 A ถึง 1.5 A ทุกๆ 0.1 A (หนึ่งส่วนของสเกลแอมมิเตอร์) บันทึกผลลัพธ์ลงในตาราง 1.

ตารางที่ 1

3. เขียนลงในตาราง 2 พารามิเตอร์การติดตั้งและแรงดันแอโนด ปิดมิลลิแอมป์มิเตอร์และแหล่งจ่ายไฟ

ตารางที่ 2

4. วาดกราฟของการพึ่งพาความแรงของกระแสแอโนด เจ ห้องน้ำในตัว กับกระแสในขดลวด เจ แมว . ขนาดของแผนภูมิอย่างน้อยครึ่งหน้า ระบุสเกลที่สม่ำเสมอบนแกน วาดเส้นโค้งเรียบๆ รอบจุดต่างๆ เพื่อให้จุดเบี่ยงเบนน้อยที่สุด

5. หาค่าเฉลี่ยของกระแสวิกฤติในขดลวดจากกราฟ เจ crเป็น abscissa ที่อยู่ตรงกลางของส่วนที่ชันที่สุดของกระแสขั้วบวก (รูปที่ 2) บันทึกไว้ในตาราง 2.

7. ประมาณข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบในการวัดประจุเฉพาะโดยใช้สูตร

, (6)

สมมติว่าข้อผิดพลาดส่วนใหญ่เกิดจากความไม่ถูกต้องในการกำหนดกระแสวิกฤต ยอมรับ 2  เจ crเท่ากับความกว้างของส่วนทางชัน (รูปที่ 2)

9. วาดข้อสรุป บันทึกผลลัพธ์
. เปรียบเทียบกับค่าตารางของประจุอิเล็กตรอนจำเพาะ
กิโลลิตร/กก.

คำถามควบคุม

1. กำหนดประจุเฉพาะของอนุภาค อนุภาคใดมีประจุจำเพาะสูงสุด

2. เขียนสูตรสำหรับแรงลอเรนซ์ จะกำหนดทิศทางของแรงลอเรนซ์ได้อย่างไร? อธิบายด้วยตัวอย่าง

3. เขียนสมการของกฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็กตามขวาง

4. อธิบายสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงวิถีอิเล็กตรอนระหว่างแคโทดและแอโนดของไดโอดเมื่อการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้น กำหนดการเหนี่ยวนำที่สำคัญ

5. อธิบายการขึ้นต่อกันของความแรงของกระแสแอโนดด้วยการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้น เหตุใดความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ลดลงจึงไม่เกิดขึ้นทันทีที่ค่าวิกฤตของการเหนี่ยวนำ?

6. หาสูตรสำหรับคำนวณประจุเฉพาะของอิเล็กตรอนโดยพิจารณาจากการเคลื่อนที่ในแมกนีตรอน

การกำหนดประจุอิเล็กตรอนโดยตรงที่สุดเกิดขึ้นในการทดลองของ R. Millikan ซึ่งตรวจวัดประจุขนาดเล็กมากที่ปรากฏบนอนุภาคขนาดเล็ก แนวคิดของการทดลองเหล่านี้มีดังนี้ ตามแนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ ประจุของร่างกายเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงจำนวนอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในนั้น (หรือไอออนบวกซึ่งมีประจุเท่ากับหรือเท่าตัวของประจุของอิเล็กตรอน ). เป็นผลให้ประจุของวัตถุใด ๆ ควรเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันเท่านั้นและยิ่งไปกว่านั้นในส่วนที่มีประจุอิเล็กตรอนจำนวนเต็ม ดังนั้นเมื่อสร้างการทดลองในลักษณะที่ไม่ต่อเนื่องของการเปลี่ยนแปลงประจุไฟฟ้าแล้ว เราจึงสามารถได้รับการยืนยันการมีอยู่ของอิเล็กตรอนและกำหนดประจุของอิเล็กตรอนหนึ่งตัว (ประจุเบื้องต้น)

เห็นได้ชัดว่าในการทดลองดังกล่าว ประจุที่วัดได้จะต้องมีขนาดเล็กมากและประกอบด้วยประจุอิเล็กตรอนจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น มิฉะนั้น การบวกหรือการลบอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจะส่งผลให้ประจุทั้งหมดเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จึงสามารถหลบหนีผู้สังเกตได้ง่ายเนื่องจากข้อผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการวัดประจุ

ในการทดลองพบว่าประจุของอนุภาคเปลี่ยนแปลงจริง ๆ ในการกระโดด และการเปลี่ยนแปลงประจุจะทวีคูณของประจุสุดท้ายเสมอ

แผนภาพการทดลองของมิลลิคานแสดงไว้ในรูปที่ 1 249. ส่วนหลักของอุปกรณ์คือตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานที่ผลิตอย่างระมัดระวังซึ่งแผ่นนั้นเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าหลายพันโวลต์ แรงดันไฟฟ้าระหว่างเพลตสามารถวัดได้หลากหลายและแม่นยำ หยดน้ำมันขนาดเล็กที่ได้จากปืนสเปรย์พิเศษตกผ่านรูในแผ่นด้านบนเข้าไปในช่องว่างระหว่างแผ่น การเคลื่อนที่ของหยดน้ำมันแต่ละหยดจะถูกสังเกตผ่านกล้องจุลทรรศน์ ตัวเก็บประจุถูกหุ้มไว้ในปลอกป้องกัน โดยคงไว้ที่อุณหภูมิคงที่ เพื่อป้องกันหยดจากกระแสการพาอากาศ

เมื่อฉีดพ่นน้ำมันจะมีประจุหยดน้ำมัน ดังนั้นแรงสองแรงจะกระทำต่อแต่ละหยด ได้แก่ แรงโน้มถ่วงและแรงลอยตัว (อาร์คิมีดีน) ที่เป็นผลลัพธ์ และแรงที่เกิดจากสนามไฟฟ้า

การส่งกระแสไฟฟ้าผ่านโลหะ

การนำไฟฟ้าโลหะ การไหลของกระแสผ่านโลหะ (ตัวนำประเภทที่ 1) ไม่ได้มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมี สถานการณ์นี้แสดงให้เห็นว่าอะตอมของโลหะไม่เคลื่อนที่จากส่วนหนึ่งของตัวนำไปยังอีกส่วนหนึ่งเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน สมมติฐานนี้ได้รับการยืนยันโดยการทดลองของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Karl Viktor Eduard Rikke (1845 -1915) Rikke ประกอบโซ่ที่ประกอบด้วยกระบอกสูบสามกระบอกที่กดให้แน่นที่ปลาย โดยกระบอกด้านนอกสุดสองอันเป็นทองแดง และอันตรงกลางเป็นอะลูมิเนียม กระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านกระบอกสูบเหล่านี้เป็นเวลานานมาก (มากกว่าหนึ่งปี) ดังนั้นปริมาณไฟฟ้าที่ไหลทั้งหมดจึงมีมูลค่ามหาศาล (มากกว่า 3,000,000 C) จากนั้นทำการวิเคราะห์ตำแหน่งสัมผัสระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียมอย่างละเอียด ทำให้ Rikke ไม่สามารถตรวจจับร่องรอยการทะลุทะลวงของโลหะหนึ่งไปยังอีกโลหะหนึ่งได้ ดังนั้นเมื่อกระแสไหลผ่านโลหะ อะตอมของโลหะจะไม่เคลื่อนที่ตามกระแส

การถ่ายโอนประจุเกิดขึ้นได้อย่างไรเมื่อกระแสไหลผ่านโลหะ

ตามแนวคิดของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเราใช้ซ้ำแล้วซ้ำอีก ประจุลบและบวกที่ประกอบเป็นอะตอมแต่ละอะตอมมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ประจุบวกนั้นสัมพันธ์กับอะตอมและภายใต้สภาวะปกติจะแยกออกจากส่วนหลักของอะตอม (นิวเคลียสของมัน) ไม่ได้ ประจุลบ - อิเล็กตรอนซึ่งมีประจุและมวลที่แน่นอนน้อยกว่ามวลของอะตอมที่เบาที่สุดเกือบ 2,000 เท่า - ไฮโดรเจนสามารถแยกออกจากอะตอมได้ง่าย อะตอมที่สูญเสียอิเล็กตรอนจะเกิดไอออนที่มีประจุบวก ในโลหะมักจะมีอิเล็กตรอน "อิสระ" จำนวนมากที่แยกออกจากอะตอม ซึ่งเคลื่อนที่ไปทั่วโลหะและผ่านจากไอออนหนึ่งไปยังอีกไอออนหนึ่ง อิเล็กตรอนเหล่านี้เคลื่อนที่ผ่านโลหะได้ง่ายภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ไอออนประกอบขึ้นเป็นโครงกระดูกของโลหะ และเกิดเป็นโครงตาข่ายคริสตัล (ดูเล่มที่ 1)

ปรากฏการณ์ที่น่าเชื่อที่สุดอย่างหนึ่งซึ่งเผยให้เห็นความแตกต่างระหว่างประจุไฟฟ้าบวกและลบในโลหะคือเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกที่กล่าวถึงในมาตรา 9 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนสามารถถูกฉีกออกจากโลหะค่อนข้างง่าย ในขณะที่ประจุบวกจะเกาะแน่นกับ สารของโลหะ เนื่องจากเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านไปอะตอมและประจุบวกที่เกี่ยวข้องจะไม่เคลื่อนที่ไปตามตัวนำจึงควรพิจารณาอิเล็กตรอนอิสระว่าเป็นพาหะของกระแสไฟฟ้าในโลหะ การยืนยันโดยตรงเกี่ยวกับแนวคิดเหล่านี้เป็นการทดลองสำคัญที่ดำเนินการเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2455 โดย L. I. Mandelstam และ N. D. Papaleksi *) แต่ไม่ได้เผยแพร่โดยพวกเขา สี่ปีต่อมา (พ.ศ. 2459) R. C. Tolman และ T. D. Stewart ตีพิมพ์ผลการทดลองของพวกเขา ซึ่งกลับกลายเป็นว่าคล้ายกับการทดลองของ Mandelstam และ Papaleksi

เมื่อทำการทดลองเหล่านี้ เราได้ดำเนินการตามแนวคิดต่อไปนี้ หากมีประจุอิสระในโลหะที่มีมวล ประจุเหล่านั้นจะต้องเป็นไปตามกฎความเฉื่อย (ดูเล่มที่ 1) ตัวนำที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว เช่น จากซ้ายไปขวา คือกลุ่มของอะตอมโลหะที่เคลื่อนที่ในทิศทางนี้ ซึ่งมีประจุอิสระติดตัวไปด้วย เมื่อตัวนำดังกล่าวหยุดกะทันหัน อะตอมที่รวมอยู่ในองค์ประกอบของมันจะหยุดลง ประจุอิสระตามความเฉื่อยจะต้องเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวาต่อไปจนกว่าสิ่งกีดขวางต่างๆ (การชนกับอะตอมที่หยุดนิ่ง) จะหยุดพวกมัน ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นนี้คล้ายคลึงกับสิ่งที่สังเกตได้เมื่อรถรางหยุดกะทันหัน เมื่อวัตถุ "หลวม" และคนที่ไม่ได้ติดอยู่กับรถยังคงเคลื่อนตัวไปข้างหน้าด้วยแรงเฉื่อยเป็นระยะเวลาหนึ่ง

ดังนั้นในช่วงเวลาสั้น ๆ หลังจากที่ตัวนำหยุดประจุอิสระในนั้นควรเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว แต่การเคลื่อนที่ของประจุไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งนั้นเป็นกระแสไฟฟ้า ดังนั้นหากการให้เหตุผลของเราถูกต้องหลังจากที่ตัวนำหยุดกะทันหันเราควรคาดหวังว่าจะมีกระแสไฟฟ้าในระยะสั้นเกิดขึ้น ทิศทางของกระแสนี้จะช่วยให้เราตัดสินสัญญาณของประจุเหล่านั้นที่เคลื่อนที่โดยความเฉื่อย ถ้าประจุบวกเคลื่อนจากซ้ายไปขวา ก็จะพบกระแสพุ่งจากซ้ายไปขวา หากประจุลบเคลื่อนที่ไปในทิศทางนี้ ก็ควรสังเกตกระแสในทิศทางจากขวาไปซ้าย กระแสที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับประจุและความสามารถของพาหะในการรักษาการเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อยเป็นเวลานานไม่มากก็น้อย แม้ว่าจะมีการแทรกแซง เช่น ต่อมวลก็ตาม ดังนั้นการทดลองนี้ไม่เพียงแต่ทำให้สามารถทดสอบสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของประจุอิสระในโลหะได้เท่านั้น แต่ยังช่วยกำหนดประจุเอง สัญลักษณ์ของพวกมัน และมวลของพาหะของมันด้วย (แม่นยำยิ่งขึ้นคืออัตราส่วนประจุต่อมวล อี/เอ็ม)

ในการดำเนินการทดลองจริงพบว่าสะดวกกว่าที่จะใช้ไม่ใช่การแปล แต่เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของตัวนำ แผนภาพของการทดลองดังกล่าวแสดงไว้ในรูปที่ 1 141. บนขดลวดซึ่งมีเพลาสองเพลาที่แยกออกจากกันฝังอยู่ 00, เกลียวลวดเสริมแรง /. ปลายเกลียวถูกบัดกรีไปที่ครึ่งหนึ่งของแกนและใช้หน้าสัมผัสแบบเลื่อน 2 (“แปรง”) ติดอยู่กับกัลวาโนมิเตอร์ที่ละเอียดอ่อน 3. คอยล์ถูกตั้งค่าให้หมุนอย่างรวดเร็วและจากนั้นก็ลดความเร็วลงกะทันหัน การทดลองเผยให้เห็นว่าในกรณีนี้มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นที่กัลวาโนมิเตอร์ ทิศทางของกระแสนี้แสดงให้เห็นว่าประจุลบเคลื่อนที่ตามความเฉื่อย ด้วยการวัดประจุที่ดำเนินการโดยกระแสระยะสั้นนี้ ทำให้สามารถหาอัตราส่วนของประจุอิสระต่อมวลของตัวพาได้ อัตราส่วนนี้กลายเป็นเท่ากับ e/m=l.8∙10 · 11 C/kg ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกันอย่างดีกับค่าของอัตราส่วนนี้สำหรับอิเล็กตรอนที่กำหนดโดยวิธีอื่น การทดลองแสดงให้เห็นว่าโลหะมีอิเล็กตรอนอิสระ การทดลองเหล่านี้เป็นหนึ่งในการยืนยันที่สำคัญที่สุดของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ของโลหะ กระแสไฟฟ้าในโลหะคือการเคลื่อนที่ตามลำดับของอิเล็กตรอนอิสระ(ตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของความร้อนแบบสุ่มซึ่งมีอยู่ในตัวนำเสมอ)

โครงสร้างของโลหะ ทั้งอิเล็กตรอนอิสระที่ประกอบเป็นโลหะและไอออนของโลหะนั้นมีการเคลื่อนที่แบบสุ่มอย่างต่อเนื่อง พลังงานของการเคลื่อนไหวนี้แสดงถึงพลังงานภายในของร่างกาย การเคลื่อนที่ของไอออนที่ก่อตัวเป็นผลึกขัดแตะประกอบด้วยการสั่นสะเทือนรอบตำแหน่งสมดุลเท่านั้น อิเล็กตรอนอิสระสามารถเคลื่อนที่ได้ทั่วทั้งปริมาตรของโลหะ

หากไม่มีสนามไฟฟ้าภายในโลหะ แสดงว่าการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะวุ่นวายโดยสิ้นเชิง ในแต่ละช่วงเวลาความเร็วของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันและมีทิศทางทุกประเภท (รูปที่ 143, ก)อิเล็กตรอนในแง่นี้มีความคล้ายคลึงกับก๊าซธรรมดา จึงมักเรียกว่าก๊าซอิเล็กตรอน การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนดังกล่าวจะไม่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าใดๆ อย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากเนื่องจากการสุ่มโดยสมบูรณ์ เนื่องจากอิเล็กตรอนจำนวนมากจะเคลื่อนที่ไปในแต่ละทิศทางเช่นเดียวกับในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นประจุทั้งหมดที่ถ่ายโอนผ่านพื้นที่ใดๆ ภายในโลหะจะเป็นศูนย์

อย่างไรก็ตาม เรื่องจะเปลี่ยนไปหากเราใช้ความต่างศักย์ที่ปลายตัวนำ ซึ่งก็คือ เราสร้างสนามไฟฟ้าภายในโลหะ ปล่อยให้ความแรงของสนามเท่ากับ E จากนั้นแรงจะกระทำต่ออิเล็กตรอนแต่ละตัว eE (เช่น- ประจุอิเล็กตรอน) กำกับเนื่องจากการปฏิเสธของประจุอิเล็กตรอนที่อยู่ตรงข้ามกับสนาม ด้วยเหตุนี้อิเล็กตรอนจะได้รับความเร็วเพิ่มเติมที่พุ่งไปในทิศทางเดียว (รูปที่ 143, b) ตอนนี้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะไม่วุ่นวายอีกต่อไป: ก๊าซอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่โดยรวมพร้อมกับการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนแบบสุ่มดังนั้นกระแสไฟฟ้าจึงเกิดขึ้น หากพูดเป็นรูปเป็นร่าง เราสามารถพูดได้ว่ากระแสในโลหะคือ "ลมอิเล็กทรอนิกส์" ที่เกิดจากสนามภายนอก สาเหตุของความต้านทานไฟฟ้า ตอนนี้เราเข้าใจแล้วว่าทำไมโลหะจึงต้านทานกระแสไฟฟ้าได้ นั่นคือเหตุใดเพื่อรักษากระแสไฟให้ยาวนานจึงจำเป็นต้องรักษาความต่างศักย์ที่ปลายตัวนำโลหะตลอดเวลา หากอิเล็กตรอนไม่ได้รับการรบกวนใดๆ ในการเคลื่อนที่ของพวกมัน ดังนั้น เมื่อถูกทำให้มีการเคลื่อนที่ตามลำดับ พวกมันจะเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อยโดยไม่มีการกระทำของสนามไฟฟ้าเป็นเวลาไม่จำกัด อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริงแล้ว อิเล็กตรอนเกิดการชนกับไอออน ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนซึ่งมีความเร็วของการเคลื่อนที่ตามลำดับก่อนการชนจะเด้งกลับหลังจากการชนในทิศทางสุ่มโดยพลการ และการเคลื่อนที่ที่ได้รับคำสั่งของอิเล็กตรอน (กระแสไฟฟ้า) จะกลายเป็นการเคลื่อนที่ที่ไม่เป็นระเบียบ (ความร้อน): หลังจากกำจัดสนามไฟฟ้าแล้วกระแสก็จะหายไปในไม่ช้า เพื่อให้ได้กระแสไฟฟ้าที่ยาวนาน หลังจากการชนแต่ละครั้งจำเป็นต้องขับอิเล็กตรอนครั้งแล้วครั้งเล่าในทิศทางที่แน่นอนและด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นที่แรงจะกระทำต่ออิเล็กตรอนตลอดเวลานั่นคือมี คือสนามไฟฟ้าภายในโลหะ

ยิ่งความต่างศักย์คงอยู่ที่ปลายตัวนำโลหะมากเท่าใด สนามไฟฟ้าภายในตัวนำก็จะยิ่งแรงขึ้นเท่านั้น กระแสไฟฟ้าในตัวนำก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย การคำนวณซึ่งเราไม่ได้นำเสนอแสดงให้เห็นว่าความต่างศักย์และความแรงของกระแสจะต้องเป็นสัดส่วนกันอย่างเคร่งครัด (กฎของโอห์ม)

เมื่อเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะได้รับพลังงานจลน์บางส่วน ในระหว่างการชน พลังงานนี้จะถูกถ่ายโอนบางส่วนไปยังไอออนของโครงตาข่าย ทำให้ไอออนเหล่านี้เกิดการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่รุนแรงมากขึ้น ดังนั้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าพลังงานของการเคลื่อนที่ตามลำดับของอิเล็กตรอน (กระแส) จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานของการเคลื่อนที่ของไอออนและอิเล็กตรอนที่วุ่นวายอย่างต่อเนื่องซึ่งแสดงถึงพลังงานภายในของร่างกาย ซึ่งหมายความว่าพลังงานภายในของโลหะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้จะอธิบายการปล่อยความร้อนของจูล

โดยสรุปเราสามารถพูดได้ว่า สาเหตุของความต้านทานไฟฟ้าคือในขณะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จะเกิดการชนกับไอออนของโลหะการชนเหล่านี้ให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกับการกระทำของแรงเสียดทานคงที่ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะชะลอการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

ความแตกต่างในค่าการนำไฟฟ้าของโลหะชนิดต่างๆ เนื่องมาจากความแตกต่างบางประการในจำนวนอิเล็กตรอนอิสระต่อหน่วยปริมาตรของโลหะ และในสภาวะการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ซึ่งลงมาสู่ความแตกต่างในเส้นทางอิสระเฉลี่ย นั่นคือ เส้นทางที่เดินทาง โดยเฉลี่ยโดยอิเล็กตรอนระหว่างการชนสองครั้งกับไอออนของโลหะ อย่างไรก็ตามความแตกต่างเหล่านี้ไม่มีนัยสำคัญมากนัก ซึ่งเป็นผลให้ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะบางชนิดแตกต่างจากค่าการนำไฟฟ้าของโลหะอื่นเพียงไม่กี่สิบเท่าเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน ค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำโลหะที่แย่ที่สุดก็ยังสูงกว่าค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ที่ดีหลายแสนเท่า และมากกว่าค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์หลายพันล้านเท่า

ปรากฏการณ์ของความเป็นตัวนำยิ่งยวดหมายความว่ามีสภาวะเกิดขึ้นในโลหะซึ่งอิเล็กตรอนไม่ได้รับความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของพวกมัน ดังนั้น เพื่อรักษากระแสไฟฟ้าให้ยาวนานในตัวนำยิ่งยวด จึงไม่จำเป็นต้องมีความต่างศักย์ ก็เพียงพอที่จะทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยการกดบางอย่าง จากนั้นกระแสในตัวนำยิ่งยวดจะมีอยู่แม้ว่าจะกำจัดความต่างศักย์ออกไปแล้วก็ตาม

ผลงาน. อิเล็กตรอนอิสระจะอยู่ภายในโลหะโดยมีการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามถึงกระนั้นพวกมันก็ไม่ได้แยกตัวออกจากโลหะ สิ่งนี้บ่งชี้ว่ามีแรงบางอย่างที่ขัดขวางไม่ให้พวกมันหลุดออกไป กล่าวคือ อิเล็กตรอนที่มีแนวโน้มจะไปเกินพื้นผิวของโลหะจะถูกกระทำในชั้นผิวโดยสนามไฟฟ้าที่ส่งตรงจากโลหะออกไปด้านนอก (อิเล็กตรอนจะเป็นลบ) ซึ่งหมายความว่าเมื่ออิเล็กตรอนผ่านชั้นผิวของโลหะ แรงที่กระทำต่ออิเล็กตรอนในชั้นนี้จะทำงานเชิงลบ - ก(ในที่นี้ A>0) ดังนั้น ระหว่างจุดภายในโลหะและภายนอก จึงเกิดแรงดันไฟฟ้าบางส่วนที่เรียกว่า แรงดันขาออก.

จากที่กล่าวมาข้างต้น เพื่อที่จะเอาอิเล็กตรอนออกจากโลหะไปในสุญญากาศ จำเป็นต้องทำงานเชิงบวก A ต่อแรงที่กระทำในชั้นผิว เรียกว่า ฟังก์ชั่นการทำงานค่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของโลหะ

มีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างหน้าที่การทำงานและศักยภาพในการส่งออก

ที่ไหน จ- ประจุอิเล็กตรอน (แม่นยำยิ่งขึ้นคือค่าสัมบูรณ์ของประจุอิเล็กตรอนเท่ากับประจุเบื้องต้น) ดังนั้นฟังก์ชันงานจึงมักเขียนอยู่ในรูป สมการ>.

งาน เอ่ออิเล็กตรอนสามารถทำงานได้เนื่องจากพลังงานจลน์สำรองไว้กับแรงในชั้นผิว หากพลังงานจลน์น้อยกว่าฟังก์ชันการทำงาน ก็จะไม่สามารถทะลุผ่านชั้นผิวได้และจะคงอยู่ภายในโลหะ ดังนั้นสภาวะที่สามารถปล่อยอิเล็กตรอนออกจากโลหะได้จึงมีรูปแบบ

ที่นี่ ต- มวลอิเล็กตรอน วเป็นองค์ประกอบปกติ (ตั้งฉากกับพื้นผิว) ของความเร็ว eU คือฟังก์ชันการทำงาน

ที่อุณหภูมิห้อง พลังงานเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอิเล็กตรอนในโลหะจะน้อยกว่าฟังก์ชันการทำงานหลายสิบเท่า ดังนั้นกระแสไฟฟ้าเกือบทั้งหมดจึงยังคงอยู่โดยสนามที่มีอยู่ในชั้นผิวภายในโลหะ

ฟังก์ชั่นการทำงานมักจะไม่ได้วัดเป็นจูล แต่เป็นหน่วย อิเล็กตรอนโวลต์(อีวี) หนึ่งอิเล็กตรอนโวลต์คืองานที่ทำโดยแรงสนามซึ่งมีประจุเท่ากับประจุของอิเล็กตรอน(เช่น สูงกว่าค่าธรรมเนียมเบื้องต้น e) เมื่อแรงดันไฟฟ้าหนึ่งโวลต์ผ่านไป:การปล่อยอิเล็กตรอนโดยตัวหลอดไส้การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอิเล็กตรอนในโลหะจะเป็นแบบสุ่ม ดังนั้นความเร็วของอิเล็กตรอนแต่ละตัวจึงอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เช่นเดียวกับในกรณีของโมเลกุลก๊าซ ซึ่งหมายความว่าภายในโลหะจะมีอิเล็กตรอนเร็วจำนวนหนึ่งเสมอซึ่งสามารถทะลุผ่านพื้นผิวได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งหากภาพโครงสร้างของโลหะที่เรายอมรับนั้นถูกต้อง "การระเหย" ของอิเล็กตรอนก็ควรเกิดขึ้นคล้ายกับการระเหยของของเหลว

อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิห้อง สภาพ (89.2) จะพึงพอใจกับเศษอิเล็กตรอนในโลหะที่ไม่มีนัยสำคัญเท่านั้น และการระเหยของอิเล็กตรอนจะอ่อนมากจนไม่สามารถตรวจจับได้ เรื่องจะเปลี่ยนไปหากโลหะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก (1,500-2,000 ° C) ในกรณีนี้ ความเร็วความร้อนเพิ่มขึ้น จำนวนอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาเพิ่มขึ้น และสามารถสังเกตการระเหยของพวกมันได้อย่างง่ายดายจากการทดลอง สามารถใช้หลอดไฟสำหรับการทดลองดังกล่าวได้ ล(รูปที่ 144) ประกอบด้วย นอกเหนือจากไส้หลอด ถึง(เช่นทังสเตน) และอิเล็กโทรด L เพิ่มเติม อากาศจากหลอดไฟจะถูกสูบออกอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้ปรากฏการณ์นี้ซับซ้อนด้วยการมีส่วนร่วมของไอออนในอากาศ หลอดไฟเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ £i และกัลวาโนมิเตอร์ ชเพื่อให้ขั้วลบของแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับไส้หลอด

เมื่อเส้นใยเย็น กัลวาโนมิเตอร์จะไม่แสดงกระแสใดๆ เนื่องจากไม่มีไอออนหรืออิเล็กตรอนระหว่างแคโทดและแอโนดที่สามารถนำประจุได้ อย่างไรก็ตาม หากเส้นใยถูกให้ความร้อนโดยใช้แบตเตอรี่เสริม บี 2และค่อยๆ เพิ่มกระแสไฟเส้นลวด จากนั้นเมื่อเส้นลวดร้อนขาวจะมีกระแสปรากฏขึ้นในวงจร กระแสนี้เกิดจากอิเล็กตรอนที่ระเหยออกจากไส้หลอด ซึ่งเคลื่อนที่ออกจากไส้หลอดภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่ใช้ ถึงไปยังอิเล็กโทรด ก.จำนวนอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวหนึ่งหน่วยของแคโทดร้อนนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและวัสดุที่ใช้สร้างแคโทดร้อนเป็นอย่างมาก (ฟังก์ชันการทำงาน) ดังนั้นกระแสที่สังเกตได้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิของเส้นใยเพิ่มขึ้น

หากต่อขั้วแบตเตอรี่ บี 1เพื่อให้ด้ายต่อเข้ากับขั้วบวกแล้วจะไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจรไม่ว่าเราจะให้ความร้อนด้ายเท่าไรก็ตาม สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสนามไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะเคลื่อนอิเล็กตรอนจาก A ไปยัง K ดังนั้นจึงส่งอิเล็กตรอนที่ระเหยกลับไปยังเส้นใย การทดลองนี้ยังพิสูจน์ด้วยว่ามีเพียงอิเล็กตรอนเชิงลบเท่านั้นที่ระเหยออกจากโลหะ แต่ไม่ใช่ไอออนบวกซึ่งเกาะติดกันอย่างแน่นหนาในโครงผลึกของโลหะ ปรากฏการณ์ที่อธิบายไว้เรียกว่า การปล่อยความร้อนได้พบการใช้งานที่หลากหลายและสำคัญ

คำนี้มีความหมายอื่น ดูอิเล็กตรอน (ความหมาย) "Electron 2" "Electron" เป็นชุดดาวเทียมโลกเทียม 4 ดวงของโซเวียตที่เปิดตัวในปี 1964 วัตถุประสงค์ ... วิกิพีเดีย

อิเล็กตรอน- (โนโวซีบีสค์, รัสเซีย) หมวดหมู่โรงแรม: โรงแรม 3 ดาว ที่อยู่: 2nd Krasnodonsky Lane ... แค็ตตาล็อกโรงแรม

- (สัญลักษณ์ e, e) องค์ประกอบแรก h tsa ค้นพบในวิชาฟิสิกส์; แม่ พาหะของมวลที่เล็กที่สุดและพลังงานไฟฟ้าที่เล็กที่สุด ชาร์จในธรรมชาติ จ. ส่วนประกอบของอะตอม จำนวนของพวกเขาในนิวตรอน อะตอมเท่ากับที่ จำนวนคือจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส ประจุ (e) และมวล... ... สารานุกรมทางกายภาพ

อิเล็กตรอน- (มอสโก รัสเซีย) หมวดหมู่โรงแรม: โรงแรม 2 ดาว ที่อยู่: Andropov Avenue 38 อาคาร 2 ... แค็ตตาล็อกโรงแรม

อิเล็กตรอน- (e, e) (มาจากภาษากรีก elektron amber ซึ่งเป็นสารที่เกิดไฟฟ้าได้ง่ายจากการเสียดสี) เป็นอนุภาคมูลฐานเสถียรที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ e=1.6´10 19 C และมีมวล 9′10 28 g. เป็นของ ไปจนถึงกลุ่มเลปตัน ค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ... ... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

- (e e) อนุภาคมูลฐานที่มีประจุลบเสถียร โดยมีการหมุน 1/2 มีมวลประมาณ 9.10 28 g และโมเมนต์แม่เหล็กเท่ากับแม่เหล็กบอร์ เป็นของเลปตันและมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า ความอ่อนแอ และแรงโน้มถ่วง.... ...

- (การกำหนด e) อนุภาคมูลฐานที่เสถียรซึ่งมีประจุลบและมวลนิ่ง 9.1310 31 กก. (ซึ่งเท่ากับ 1/1836 ของมวลโปรตอน) อิเล็กตรอนถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2422 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ โจเซฟ ทอมสัน พวกมันเคลื่อนที่ไปรอบๆ CORE,... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

มีอยู่ จำนวนคำพ้องความหมาย: 12 เดลต้าอิเล็กตรอน (1) เลปตัน (7) แร่ (5627) ... พจนานุกรมคำพ้อง

ดาวเทียมโลกเทียมที่สร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตเพื่อศึกษาแถบรังสีและสนามแม่เหล็กของโลก พวกมันถูกปล่อยออกเป็นคู่ ตัวแรกตามวิถีโคจรด้านล่างและอีกตัวอยู่เหนือแถบรังสี พ.ศ.2507 มีการปล่อยอิเล็กตรอน 2 คู่... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

อิเล็คตรอน อิเล็คตรอน สามี (กรีก อิเล็คตรอน อำพัน) 1. อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบน้อยที่สุด ก่อตัวเป็นอะตอมร่วมกับโปรตอน (ทางกายภาพ) การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า 2.เฉพาะยูนิตเท่านั้น แมกนีเซียมอัลลอยด์น้ำหนักเบา,...... พจนานุกรมอธิบายของ Ushakov

ELECTRON, a, m. (พิเศษ) อนุภาคมูลฐานที่มีประจุไฟฟ้าลบน้อยที่สุด พจนานุกรมอธิบายของ Ozhegov เอสไอ Ozhegov, N.Y. ชเวโดวา พ.ศ. 2492 พ.ศ. 2535 … พจนานุกรมอธิบายของ Ozhegov

หนังสือ

อิเล็กตรอน. พลังงานแห่งอวกาศ, Landau Lev Davidovich, Kitaigorodsky Alexander Isaakovich หนังสือของ Lev Landau ผู้ได้รับรางวัลโนเบลและ Alexander Kitaigorodsky เป็นตำราที่ล้มล้างการรับรู้ทั่วไปของโลกรอบตัวเรา คนส่วนใหญ่มักต้องเผชิญกับ...
Electron Space Energy, Landau L., Kitaigorodsky A.. หนังสือของ Lev Landau ผู้ได้รับรางวัลโนเบลและ Alexander Kitaigorodsky เป็นตำราที่ล้มล้างความคิดแบบฟิลิสเตียของโลกรอบตัวเรา พวกเราส่วนใหญ่ต้องเผชิญกับ...

คู่มือการศึกษาและระเบียบวิธีสำหรับงานในห้องปฏิบัติการหมายเลข 3.10k

ในสาขาวิชา "ฟิสิกส์"

วลาดิวอสต็อก

กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์

สหพันธรัฐรัสเซีย

สถาบันการศึกษาอิสระของรัฐบาลกลางด้านการศึกษาวิชาชีพระดับสูง

"มหาวิทยาลัยสหพันธ์ฟาร์อีสเทิร์น (FEFU)

โรงเรียนวิทยาศาสตร์

การหาค่าประจุจำเพาะของอิเล็กตรอน

อุปกรณ์ช่วยสอนสำหรับงานห้องปฏิบัติการหมายเลข 3.10

ในสาขาวิชา "ฟิสิกส์"

วลาดิวอสต็อก

มหาวิทยาลัยสหพันธ์ฟาร์อีสเทิร์น

ยูดีซี 53.082.1; 531.76

การหาค่าประจุเฉพาะของอิเล็กตรอน:การศึกษาและระเบียบวิธี คู่มือสำหรับงานห้องปฏิบัติการหมายเลข 3.10k ในสาขาวิชา "ฟิสิกส์" / Far Eastern Federal University, School of Natural Sciences / Comp. เอ็น.พี. Dymchenko, O.V. พล็อตนิโควา – วลาดิวอสต็อก: ดาลเนวอสต์ รัฐบาลกลาง ม. 2557 - 13 น.

คู่มือนี้จัดทำขึ้นที่ภาควิชาฟิสิกส์ทั่วไปของโรงเรียนวิทยาศาสตร์ธรรมชาติของมหาวิทยาลัย Far Eastern Federal มีเนื้อหาทางทฤษฎีสั้น ๆ ในหัวข้อ "การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก" และคำแนะนำด้านระเบียบวิธีสำหรับการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการ "การกำหนด ของประจุจำเพาะของอิเล็กตรอน” ในสาขาวิชา “ฟิสิกส์” คู่มือนี้จัดทำขึ้นสำหรับนักเรียนของโรงเรียนวิศวกรรมศาสตร์ FEFU

ยูดีซี 53.082.1; 531.76

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 3.10k การหาประจุจำเพาะของอิเล็กตรอน

เป้าหมายของงาน:ศึกษากฎการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก กำหนดประจุเฉพาะของอิเล็กตรอน e /ม.ใช้คอยล์ Helmholtz

อุปกรณ์:การติดตั้งเพื่อสาธิตแรงลอเรนซ์และกำหนดอัตราส่วนประจุของอิเล็กตรอนต่อมวล ซึ่งเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก

ทฤษฎีสั้น ๆ

ประจุอิเล็กตรอนจำเพาะจ /มเป็นหนึ่งในค่าคงที่พื้นฐาน เช่น ความเร็วแสง กับ, ค่าคงตัวของพลังค์ ชม.,โบลต์ซมันน์คงที่ เคและคนอื่น ๆ. เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก วิถีโคจรของอิเล็กตรอนจะถูกกำหนดโดยการกำหนดค่าของสนามเหล่านี้และอัตราส่วนของประจุของอิเล็กตรอนต่อมวลของมัน

หากอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอ แรงที่กระทำต่ออนุภาคจะเท่ากับ:

ความเร็วของอนุภาคอยู่ที่ไหน ถาม- ประจุไฟฟ้า - ความแรงของสนามไฟฟ้า - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก

แรงนี้เรียกว่าแรงลอเรนซ์ จากสูตรเห็นได้ชัดว่ามันเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของแรงที่กระทำจากสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

ลองพิจารณาการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุด้วยความเร็วคงที่ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ โดยที่ไม่มีสนามไฟฟ้า ในกรณีนี้ เฉพาะองค์ประกอบแม่เหล็กของแรงลอเรนซ์เท่านั้นที่กระทำต่ออนุภาค:

ทิศทางของแรงนี้ขึ้นอยู่กับสัญลักษณ์ของประจุและสามารถกำหนดได้ตามกฎสกรูด้านขวา (กฎมือซ้าย) รูปที่. 1.

ค่าสัมบูรณ์ของแรงลอเรนซ์คือ:

โดยที่ α คือมุมระหว่างเวกเตอร์ของความเร็วอนุภาคและการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก

หากอนุภาคเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่พุ่งไปตามเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็ก แรงจะไม่กระทำต่ออนุภาคนั้น (F = 0) ความเร่งของอนุภาคจะเท่ากับ 0 และการเคลื่อนที่จะสม่ำเสมอ

หากความเร็วของอนุภาคตั้งฉากกับเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็ก อนุภาคนั้นจะอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงคงที่ในขนาด: ตั้งฉากกับความเร็ว และให้ความเร่งปกติ (สู่ศูนย์กลาง) แก่อนุภาคเท่านั้น โมดูลความเร็วจะไม่เปลี่ยนแปลงในกรณีนี้ อธิบายว่าทำไม? เป็นผลให้อนุภาคจะเคลื่อนที่เป็นวงกลม โดยมีรัศมีตามกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน:

ระยะเวลาการโคจรของอนุภาค:

จากการแสดงออกที่เป็นผลเป็นที่ชัดเจนว่าคาบของการปฏิวัติของอนุภาคในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของอนุภาคและจะผกผันกับประจุจำเพาะของมัน

ด้วยรัศมีที่ทราบของวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาค จากนิพจน์ (4) เราสามารถหาความเร็วของอนุภาคได้:

หากความเร็วของอนุภาคมีประจุพุ่งไปที่มุม α ไปยังเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก การเคลื่อนที่ของอนุภาคสามารถแสดงเป็นการซ้อนทับของการเคลื่อนที่สองแบบ:

อันเป็นผลมาจากการเพิ่มการเคลื่อนไหวสองครั้งทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบเกลียวซึ่งแกนนั้นขนานกับเส้นสนามแม่เหล็ก (รูปที่ 2)

ระยะทาง ชม.ระยะห่างระหว่างสองรอบที่ใกล้ที่สุดของเกลียวเรียกว่าระดับเสียง ระยะห่างของเกลียวคือ:

ในงานห้องปฏิบัติการนี้ จะพิจารณาการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็ก และใช้ความสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นทั้งหมดเพื่ออธิบายการเคลื่อนที่นี้

ข้าว. 2. วิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคมีประจุที่บินในมุม α กับเส้นแรงของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ R คือรัศมี h คือระยะพิทช์ของเกลียว

เมื่อผ่านความต่างศักย์เร่ง U อิเล็กตรอนจะได้รับความเร็ว ค่าที่สามารถพบได้จากความเท่าเทียมกันของการทำงานของสนามไฟฟ้าและพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน (กฎการอนุรักษ์พลังงานเขียนขึ้นสำหรับสิ่งที่ไม่ใช่ -กรณีเชิงสัมพันธ์):

โดยที่ประจุของอิเล็กตรอน (โมดูโล) คือมวลของอิเล็กตรอน

ใช้นิพจน์ (6) เราค้นหาความเร็วของอิเล็กตรอน:

การแทนที่ (9) ลงใน (8) และแสดงประจุอิเล็กตรอนจำเพาะ เราได้รับ:

การตั้งค่าการทดลอง

ประจุอิเล็กตรอนจำเพาะถูกกำหนดโดยใช้การตั้งค่าที่แสดงในรูปที่ 1 3. องค์ประกอบหลักของการติดตั้ง ได้แก่ หลอดรังสีแคโทด 7 ระบบขดลวด Helmholtz 11 ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอตลอดปริมาตรทั้งหมดที่ขดลวดปกคลุม และองค์ประกอบควบคุมที่แสดงในรูปที่ 1 3.

ข้าว. 3. การติดตั้งเพื่อกำหนดประจุจำเพาะของอิเล็กตรอน

1 – ปุ่มเปิด/ปิดสำหรับอุปกรณ์: 2 – สวิตช์สามตำแหน่ง ใช้เพื่อเปลี่ยนทิศทางของกระแสแม่เหล็กในคอยล์ Helmholtz 11 “ตามเข็มนาฬิกา”, “ปิด”, “ทวนเข็มนาฬิกา”; 3 – ปุ่มสำหรับปรับกระแสแม่เหล็ก วัดกระแสโดยใช้แอมป์มิเตอร์ที่แผงด้านหน้าของการติดตั้ง 4 – ปุ่มสำหรับปรับแรงดันไฟฟ้าเร่งความเร็วการอ่านทำได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์ที่แผงด้านหน้าของการติดตั้ง 5 – สวิตช์มีสามตำแหน่งเข้า สำหรับการทดสอบนี้ ควรอยู่ในตำแหน่ง "ปิด" 6 – ที่จับสำหรับปรับสนามไฟฟ้าสถิต ไม่ได้ใช้ในการทดลองนี้ และควรอยู่ในตำแหน่งซ้ายสุด 7 – หลอดรังสีแคโทด; 8, 10 อุปกรณ์สำหรับวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของลำอิเล็กตรอน 9 – ร่องรอยของลำอิเล็กตรอน

คอยล์ Helmholtz เป็นระบบของคอยล์บางสองคอยล์ซึ่งตั้งอยู่โคแอกเซียลที่ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของคอยล์เท่ากับรัศมี ความหนาของขดลวดน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยอย่างมาก ด้วยรูปทรงเรขาคณิตของการจัดเรียงคอยล์นี้ การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กในปริมาตรทั้งหมดระหว่างคอยล์จึงเกือบจะเท่ากัน เวกเตอร์การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กของขดลวดเฮล์มโฮลทซ์นั้นมีทิศทางตามแนวแกนของขดลวดทั้งสองไปทางผู้สังเกตหรืออยู่ห่างจากผู้สังเกต ขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสในขดลวดเฮล์มโฮลทซ์ ทิศทางปัจจุบันถูกเปลี่ยนโดยใช้สวิตช์สลับ 2 รูปที่ 1 3. หลอดรังสีแคโทด 7 ตั้งอยู่ในภาคกลางของสนามที่สร้างโดยคอยล์เหล่านี้ รูปที่ 1 3.

การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก บีภายในระบบวงแหวนสามารถคำนวณได้ตามกฎ Biot-Savart-Laplace และหลักการซ้อนทับของฟิลด์ที่สร้างโดยวงแหวน Helmholtz สองวง การคำนวณนี้ให้นิพจน์ของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก:

โดยที่ค่าคงที่แม่เหล็กคือ N = จำนวนรอบรวมของขดลวดทั้งสอง R คือรัศมีเฉลี่ยของขดลวด I คือความแรงของกระแสในขดลวด Helmholtz

เมื่อคำนึงถึง (11) สูตร (10) จะอยู่ในรูปแบบ:

โดยที่ k หมายถึงนิพจน์: แทนค่าคงที่ลงในสูตรนี้ μ โอและค่าของพารามิเตอร์ N และ R ของขดลวด Helmholtz ของการติดตั้งนี้ ในที่สุดเราก็ได้นิพจน์ต่อไปนี้สำหรับสูตร (12):

สั่งงาน

อุปกรณ์เตรียมพร้อมสำหรับการใช้งาน ไม่อนุญาตให้หมุนท่อรังสีแคโทด หรือหมุนหรือสลับปุ่มอื่นนอกเหนือจากที่ระบุไว้ในคำแนะนำเหล่านี้ เวลาทดสอบต่อเนื่องไม่ควรเกิน 45 นาทีสวิตช์ 5 รูปที่ 3, ต้องอยู่ในตำแหน่ง "พิการ" และในการทดลองนี้ตำแหน่งของมันไม่ควรเปลี่ยนแปลง เราเลือกกระแสแม่เหล็กภายใน 1 - 2 A, yเราตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเร่งไว้ภายใน 150 – 200 V ก่อนที่จะปิดอุปกรณ์ให้ใช้ปุ่มปรับกระแส 2 และแรงดันไฟฟ้าเร่ง 4 รูปที่ 1 3 เลี้ยวซ้ายสุด.

ข้าว. 4 ลำอิเล็กตรอนในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก เพื่อให้เห็นภาพลำอิเล็กตรอน จะมีการเติมก๊าซเฉื่อยจำนวนเล็กน้อยลงในหลอดรังสีแคโทดที่ถูกอพยพก่อนหน้านี้ เนื่องจากการชนกันระหว่างอิเล็กตรอนกับอะตอมของแก๊สมีตระกูล อะตอมของแก๊สจึงเกิดความตื่นเต้นและปล่อยแสงสีเขียวออกมา ซึ่งบ่งบอกถึงเส้นทางของอิเล็กตรอน

ข้าว. 5. มุมมองของลำอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยสนามแม่เหล็กของขดลวดเฮล์มโฮลทซ์

ขั้นตอนการวัด

ดังที่เห็นได้จากสูตรการทำงาน (12) ในการทดลองหาประจุจำเพาะของอิเล็กตรอน ควรวัดแรงดันไฟฟ้าเร่ง ยู, แรงดึงดูดกระแสแม่เหล็ก ฉันและรัศมีของวงแหวนอิเล็กตรอน ร. เราวัดแรงดันไฟฟ้าเร่งและกระแสแม่เหล็กโดยใช้โวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ซึ่งอยู่ที่แผงด้านหน้าของการติดตั้ง เราวัดรัศมีของวงแหวนโดยการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนโดยใช้ไม้บรรทัดวัด 10, รูปที่. 3. เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัดรัศมีของวงแหวนอิเล็กทรอนิกส์ เราขอแนะนำลำดับการดำเนินการต่อไปนี้ ในการวัดไม้บรรทัด 3 มะเดื่อ 6 ติดสามเหลี่ยมมุมฉาก 2 ด้วยขาข้างหนึ่ง จากนั้น ขยับสายตา 4 และสามเหลี่ยม 2 แล้วสังเกตตำแหน่งของขอบด้านขวาของวงแหวนไปตามขาอีกข้างด้วยตาของคุณ ทันทีที่ขอบของวงแหวนอิเล็กทรอนิกส์ ช่องมองภาพ และตาของผู้สังเกตอยู่ในเส้นเดียวกัน เราจะวัดพิกัดของขอบวงแหวนนี้ จากนั้นเราก็นับขอบด้านซ้ายของลำอิเล็กตรอนด้วยวิธีเดียวกัน ความแตกต่างระหว่างพิกัดเหล่านี้จะให้ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนอิเล็กตรอนซึ่งสอดคล้องกับค่าที่กำหนดของแรงดันไฟฟ้าเร่งและความแรงของกระแสแม่เหล็กในวงแหวนเฮล์มโฮลทซ์ ขั้นตอนนี้จะช่วยลดข้อผิดพลาดในการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางวงแหวนที่เกี่ยวข้องกับพารัลแลกซ์ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของช่องมองภาพเมื่อดวงตาของผู้สังเกตเปลี่ยนไปในทิศทางตั้งฉากกับแนวสายตา

หลังจากเชี่ยวชาญเทคนิคการอ่านที่จำเป็นแล้วคุณควรไปยังการทดลองหลักต่อไป เราตั้งค่ากระแสแม่เหล็กเป็น 1.50 A วัดเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนที่แรงดันไฟฟ้าเร่ง 3 ระดับที่แตกต่างกัน: 150, 175, 200 V จากนั้นเราตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเร่งเป็น 175 V และวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนด้วยค่าสามค่า กระแสแม่เหล็ก: 1.00 A, 1.50 A, 2.00 A. ผลการวัดจะถูกป้อนลงในตารางที่เตรียมไว้ล่วงหน้า การอ่านค่าที่ระบุควรทำด้วยความแม่นยำครึ่งหนึ่งของค่าหารของเครื่องมือวัด

ตารางที่ 1

ตารางข้อมูลการทดลอง

№ หน้า/พี	ความแรงในปัจจุบัน(ฉัน±∆ฉัน)	แรงดันไฟฟ้าเร่ง(ยู±∆ ยู)	เส้นผ่านศูนย์กลางวงแหวน(ง±∆ ง)	รัศมีวงแหวน(ร±∆ ร)	ค่าธรรมเนียมเฉพาะอี/ม จ
				ม.∙10 -3	ซี/กก

การประมวลผลผลการทดลอง

ที่ไหน . – ข้อผิดพลาดแน่นอน ฉันการวัดประจุเฉพาะคือค่าสัมประสิทธิ์ของนักเรียน n คือจำนวนการวัด ในกรณีของเราเลือกการวัด 6 รายการ α คือค่าสัมประสิทธิ์ความน่าเชื่อถือของนักเรียน ในการตรวจวัดในห้องปฏิบัติการ แนะนำให้ตั้งค่าเป็น 95%

คำนวณข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ ε ของประจุเฉพาะของอิเล็กตรอนโดยใช้สูตร:

เขียนผลลัพธ์สุดท้ายแล้วเปรียบเทียบกับค่าตารางของประจุเฉพาะของอิเล็กตรอน

กระแสประจุอิเล็กตรอน - ทุกคนรู้จักคำเหล่านี้

แล้วไฟฟ้าคืออะไร มันสร้างและส่งผ่านได้อย่างไร? การตอบคำถามเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่าย ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องทำความคุ้นเคยกับปรากฏการณ์สำคัญหลายอย่างที่เรียกว่าไฟฟ้า เรามาพิจารณาที่มาของคำว่า “ไฟฟ้า” กันก่อน

แม้แต่นักวิทยาศาสตร์ในสมัยกรีกโบราณก็ค้นพบว่าหลังจากการถูวัตถุที่ทำจากอำพันแล้ว วัตถุที่มีน้ำหนักเบาก็ถูกดึงดูดเข้าหาพวกมัน อำพันในภาษากรีกแปลว่า "อิเล็กตรอน"; มาจากคำนี้จึงได้ชื่อ "ไฟฟ้า"

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 16 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ กิลเบิร์ต ค้นพบว่าไม่เพียงแต่อำพันเท่านั้นที่มีคุณสมบัติในการดึงดูดวัตถุที่มีน้ำหนักเบา สารหลายชนิด เช่น เรซินและแก้ว ก็ได้รับคุณสมบัตินี้จากการเสียดสีเช่นกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการใช้พลังงานไฟฟ้า สารที่ได้รับคุณสมบัตินี้ผ่านการเสียดสีเรียกว่าไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์อธิบายการเกิดกระแสไฟฟ้าในร่างกายโดยการปรากฏตัวของกระแสไฟฟ้าบนร่างกายหรือประจุไฟฟ้า

เพื่อให้ร่างกายเกิดไฟฟ้าช็อต ไม่จำเป็นต้องถู ตัวอย่างเช่น คุณสามารถสัมผัสวัตถุนั้นด้วยวัตถุที่ถูกไฟฟ้าก่อนหน้านี้ได้ ดังนั้น ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าร่างกายที่ถูกไฟฟ้าผลักหรือดึงดูด จากข้อมูลนี้เราจึงได้ข้อสรุปว่าประจุไฟฟ้ามีหลายประเภท สิ่งเหล่านี้เป็นประจุที่อยู่ตรงข้ามกัน

ประจุเหล่านี้บางส่วนเรียกตามอัตภาพว่าเป็นบวก และประจุอื่น ๆ เรียกว่าเป็นลบ การสังเกตปฏิกิริยาระหว่างวัตถุที่ถูกไฟฟ้าทำให้สามารถระบุได้ว่าประจุชนิดเดียวกันจะผลักกัน และประจุที่ต่างจากนี้จะดึงดูดกัน

คำถามที่ว่าประจุไฟฟ้าเป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานาน ในตอนแรกสันนิษฐานว่าปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเกิดจากของเหลวไฟฟ้าที่ไม่มีน้ำหนัก นักวิทยาศาสตร์บางคนสันนิษฐานว่าร่างกายแต่ละคนมีของเหลวไฟฟ้าสองชนิด: บวกและลบ และส่วนเกินของของเหลวหนึ่งก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าเชิงบวกของร่างกาย และของเหลวส่วนเกินของอีกอันหนึ่งเป็นลบ หากมีอยู่ในปริมาณเท่ากัน การกระทำของของเหลวทั้งสองจะทำลายกัน ในกรณีนี้ร่างกายจะไม่มีประจุไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ เชื่อว่ามีของเหลวไฟฟ้าเพียงชนิดเดียวเท่านั้น ซึ่งบรรจุอยู่ในจำนวนหนึ่งในร่างกายทุกอันที่ไม่มีประจุ ส่วนเกินในร่างกายทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเชิงบวกและการขาด - เป็นผลลบ อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ข้อเท็จจริงเชิงทดลองใหม่ ๆ อย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้เราละทิ้งสมมติฐานของของไหลไฟฟ้า

จึงพบว่าไฟฟ้ามีโครงสร้างอะตอมคือ มันสามารถแบ่งออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ซึ่งแต่ละส่วนแสดงถึงประจุไฟฟ้าเบื้องต้น ข้อสรุปนี้เกิดขึ้นได้ในแง่หนึ่งโดยการศึกษาการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าผ่านสารละลายของเกลือและกรด จากนั้นจึงศึกษาไฟฟ้าในก๊าซ และในที่สุด ประสบการณ์ได้แสดงให้เห็นว่าประจุไฟฟ้าเบื้องต้นถูกพาไปโดยอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสาร

การทดลองที่ดำเนินการเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ทอมสัน ทำให้สามารถค้นพบอนุภาคของสสารที่มีประจุไฟฟ้าน้อยที่สุดและต่อมาก็สามารถวัดค่าของมันได้

ดังนั้นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารที่มีประจุลบเบื้องต้นจึงเรียกว่าอิเล็กตรอน

ประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดที่แยกออกไม่ได้

มวล m = 9.1˖10⁻²⁸ กรัม

ประจุอิเล็กตรอน e = - 4.8˖10⁻¹⁰ หน่วย

อิเล็กตรอนเป็นหนึ่งในอนุภาคที่เป็นส่วนหนึ่งของสารทุกชนิด สสารประกอบด้วยอะตอมซึ่งรวมถึงนิวเคลียสที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบๆ ประจุลบของอิเล็กตรอนจะเท่ากันทุกประการในสารใดๆ แต่จำนวนและการกระจายของพวกมันรอบนิวเคลียสนั้นแตกต่างกัน เมื่ออะตอมอยู่ในสถานะเป็นกลาง ประจุบวกจะเท่ากับผลรวมของประจุลบของอิเล็กตรอนทั้งหมดที่โคจรอยู่

มันเกิดขึ้นที่อะตอมสูญเสียอิเล็กตรอน ในกรณีนี้ ประจุบวกของนิวเคลียสจะมากกว่าผลรวมของประจุของอิเล็กตรอนที่เหลืออยู่ จากนั้นอะตอมทั้งหมดจะกลายเป็นประจุบวก เมื่อร่างกายมีประจุลบ หมายความว่ามีอิเล็กตรอนส่วนเกินอยู่ในนั้น

การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเป็นตัวกำหนดการกระจายประจุไฟฟ้าในสสาร การเกิดกระแสไฟฟ้าทั้งเชิงบวกและเชิงลบของวัตถุ และปรากฏการณ์อื่นๆ

พิมพ์