Question

J.J.湯姆孫1897年用陰極射線管測量了電子的比荷（電子的電荷量與質量之比），其實驗原理示意圖如圖所示.電子流平行極板射入，極板P、P′間同時存在勻強電場E和勻強磁場B時，電子流不發生偏轉；極板間只存在勻強磁場B時，電子流穿出磁場時的偏向角Δθ= rad.已知極板長度L=5 cm，電場強度E=15 000 V/m，磁感應強度B=0.55×10^-3 T.

（1）求電子流初速度的大小；

（2）估算該實驗中測得的電子比荷約為多大？

Answer 1

解：（1）無偏轉時，有eE=evB                                                  ①

得電子流初速度v=2.7×10⁷ m/s                                                   ②

（2）只存在磁場時，有evB=m                                               ③

由幾何關系r=                                                          ④

偏轉角Δθ很小，r≈                                                      ⑤

聯立，并代入數據得=7×10¹⁰ C/kg.                                            ⑥