اخبار اخبار ایران و جهان

دیدن الکترون‌ها

نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

الکترون‌ها را نمی‌توان به صورت مستقیم دید؛ اما می‌توان اثر آن‌ها را بر محیط مشاهده و ثبت کرد. راه‌های مختلفی برای دیدن ذرات باردار از جمله الکترون‌ها وجود دارد.
تصاویر زیر حاصل شیطنت‌های دوره دانشجویی در آزمایشگاه فیزیک مدرن است. مسیر حرکت الکترون‌ها در حباب مشاهده می‌کنید. این رد بر اثر اندرکنش باریکه الکترونی با گاز کم‌فشار درون حباب است به این صورت که الکترون‌ها با برخورد به اتم‌های گاز موجود در محفظه الکترون‌های آن‌ها را برانگیخته می‌کنند، الکترون برانگیخته‌شده نیز با آزاد کردن یک فوتون انرژی به‌دست‌آمده را به صورت نور آزاد می‌کند و به حالت اولیه خود برمی‌گردد. در تصاویر زیر به کمک کنترل میدان مغناطیسی و الکتریکی مسیر حرکت باریکه‌ الکترونی را کنترل می‌کردیم و آن را به صورت حلقه یا مارپیچ در آوردیم. ردی که الکترون‌ها در این آزمایش از خود به جا می‌گذارند بسیار کم فروغ تر از چیزی است که در تصاویر زیر مشاهده می‌کنید. این تصاویر با نوردهی ۳۰ ثانیه‌ای در فضای کاملا تاریک عکس‌برداری شده‌اند.
دستگاه در تصویر مربوط به آزمایش اندازه‌گیری نسبت بار به جرم است.

IMG_2328-edt IMG_2331-edt

یکی از لذت‌های که دانشجویان فیزیک از آن بهره می‌برند، انجام آزمایش‌های معروفی مثل آزمایش ملیکان، نسبت بار به جرم تامسون یا … دیگر آزمایش‌های معروفی که درباره آن‌ها در کتاب‌هایمان خوانده‌ایم؛ به همان روش است.
آزمایش اندازه‌گیری نسبت بار به جرم که مبدع آن جان تامسون (J. J. Thomson) بود. یکی از این آزمایش‌های هیجان‌انگیز است.

thomson

جان جوزف تامسون؛ به کمک یک فیلمان تنگستنی، باریکه‌ای از الکترون‌ها رو تولید می‌کرد سپس به کمک یک میدان الکتریکی آن را شتاب می‌داد. درنهایت با عبور این پرتو از میان یک میدان مغناطیسی آن را منحرف می‌کرد. میزان این انحراف از مسیر مستقیم پرتو را اندازه‌گیری و به کمک آن از طریق روابط نسبت بار به جرم ذرهٔ الکترون را محاسبه کرد.

برای اطلاع از جزئیات و روابط ریاضی مربوط به این آزمایش می‌توانید این صفحه و همچنین این صفحه را بازدید کنید.

jj_thomson

عکس‌ها از: زهرا بنواری

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

دیدگاه شما چیست