近代物理学基础第2章-09-08近代物理学基础第2章-09-08.pdf

第二章 粒子的波动性和玻尔氢原子理论 第一节 电子 一、阴极射线的荷质比 1897 年，J ．J ．汤姆孙发现了电子，并获得了 1906 年度的 Nobel 奖。仪器装置 的原理图如下： S A ＋ ＋ ＋ ＋ A K × × × × × × × × － － － － 图 2 －1 阴极 K 在加上负压后，会有阴极射线射出，经 AA 准直后，进入一个电磁场区 域，电子受到电场力的大小为 F =eE，方向向上，同时，电子受到磁场力的作用， e 大小为 F =evB，方向向下，调节E 和 B ，使F =F 。 m e m ∴ eE=evB v=E/B (2－1) 由此可求出电子的速率。然后去掉 E ，电子将作圆周运动，令半径为 r ，则 2 evB=mv /r e v ∴ (2－2) m rB 由此可确定电子的荷质比。 二、电子的电荷与质量的测量 现在测量电子的电荷量，主要用密立根油滴实 + 验。 qE 密立根油滴实验，在右图的两板间，间距为 d， 当加上电压U 时，电荷受力平衡，有 d mg Fr qE=mg (2－3) mg U mgd 又 E ,q （2－4 ） － d U 当不加电压时，油滴自由下落，粘滞阻力为 图 2 －2 F 6aV （2－5 ） r g 为粘滞系数。当 F =mg 时， 油滴匀速下降 r a V mg 6  g （2－6 ） 4 3