Elektron

Question 1

Töltés mozgása elektromos és mágneses térben?

• Mindkettő?

Answer 1

Elektromos: pozitív töltés az elektromos tér irányába gyorsul.
Mágneses: a töltéstől függően a jobbkéz-szabály szerint körpályára áll.

• E párhuzamos B-vel: spirál pálya
E merőleges B-re: az az ugrálós cucc

Question 2

KATÓDSUGÁRCSŐ

• Fajták?
• Működés?

Answer 2

ÁBRA

• Izzó: nagy intenzitás, nagyon könnyen jönnek ki belőle elektronok, pl.: TV képernyő, elektroncső
Csúcs: sima tű, amiről az elektromos tér rángatja le az elektronokat, pl.: elektroszkóp
• A kilépő elektronokat felgyorsítják, amit áthaladnak az eltérítő lemezeken (kondenzátor/tekercs). Ezek megadják az elektronok irányát. A cső vége vezető anyaggal van borítva — anóddal összekótik, hogy az anód után már ne legyen elektromos tér, azaz ne gyorsuljon az elektron.

Question 3

Thomson kísérletei?

Answer 3

Hipotézis: van az atomnál kisebb elem. Katódsugárcsőbe kondenzátort tett, vákuumot hozott benne létre, majd bekapcsolta. Valami kijött a katódból, és eltérült az elektromos tér hatására. Mágneses térnél ugyanez történt. Megmérte adott sebességű elektronnyaláb eltérülését a sebességre merőleges elektromos térben, majd az E-re merőleges B-vel állította vissza az eredeti irányba:
E merőleges B-re: eE = ev*B —> v = E/B, tehát csak az ilyen sebességű részecskék haladtak egyenesen.

F = e(E = v x B) = m*a —> a fajlagos töltés, e/m kimérése

Question 4

Millikan-kísérlet

• Avogadro-szám?

Answer 4

Az elektron töltését mérte meg. Porlasztott olajcseppeket lőtt be egy kondenzátorba.
Ha a kondenzátor nincs feltöltve: mg = 6πηrv1
Ha a kondenzátor fel van töltve: mg +/– eE = +/–6πηrv (+ felfele, – lefele)
Figyeltem hogy meddig tart, hogy felessen a csepp (fordított kép a mikroszkóp miatt), majd a tér bekapcsolásával megnézte meddig tart leesnie, és megmérte, hogy mennyi idő alatt ér el egyik vonaltól a másikig. A térmentes verzióból kiszámolta a csepp sugarát (amit gömbnek vett) és visszahelyettesítve már meglett a tömeg é a töltés is.
Hisztogram: a kiugrások az elektrontöltés többszörösei lettek, innen e = 1,610^(–19)

• Az elektron töltéséből, meg a Faraday-állandóból (96500 C/mol) már ez is kiszámolható.

Question 5

ELEKTRONMIKROSZKÓPOK

• TEM?
• SEM?

Answer 5

A hullámhossznál is kisebb méretig el lehet vele látni. Az érzékelő megjegyzi, hogy hol érte elektronsugárzás, amit egy lézerrel lehet leolvasni. A lencse fókuszávolsága a ráadott árammal szabályozható, t = f esetén kapható elhajlási kép, ami megmondja a tárgy rácsrávolságát, meg hasonlókat.

• Transzmissziós elektronmikroszkóp: ÁBRA (az elektronok átmennek az anyagon)
• Scanning Electron Microscope: ÁBRA (az elektronok visszapattanak az anyagról)

Question 6

KLASSZIKUS ELEKTRONSUGÁR

Answer 6

E = 1/(4πε0)e/r^2 —> Energia = ∫1/2ε0E^2 dV = 1/2ε0(e/4πε0)^24π*∫(r(min), ∞ ) r^2/r^4 dr

A teljes energia: 3/51/(4πε0)e^2/r(min), tehá az elektron nem pontszerű, mert akkor az energiája ∞ lenne.

Relativisztikus módszerekkel: 1/(4πε0)e^2/r(min) = mc^2
—> r0 = 2,85*10^(–19)
Ennek sok köze nincs az igazihoz, nem tudjuk megmérni pontosan.