问题
计算题
汤姆生在测定阴极射线比荷时采用的方法是利用电场、磁场偏转法,即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角。设竖直向下的匀强电场的电场强度为E,阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ(θ较小,θ≈tanθ)(如图A);以匀强磁场B代替电场,测出经过一段弧长L的运动偏角为φ(如图B),已知阴极射线入射的初速度相同,试以E、B、L、θ、φ表示阴极射线粒子的比荷q/m的关系式。(重力不计)
答案
在电场中偏转做类平抛运动,设电子入射的初速度为,则有
① (1分)
② (1分)
③ (1分)
④ (1分)
∴ tan ⑤
∵ ⑥ ∴ ⑦ (3分)
在磁场中偏转:设电子在磁场中做匀速圆周运动半径为R,
⑧ (2分)
⑨ (1分)
⑦⑧⑨联立消去整理得 (3分)