NAVIGATIE

Verklaring van applet

Terug naar Virtueel Practicumlokaal

Contact

Auteur:
Ángel Franco García

Nederlandse bewerking:
Henk Russeler

Laatste keer aangepast:

Thomson

De proef die Thomson in 1897 uitvoerde om het bestaan van elektronen aan te tonen is nu een demonstratieproef op de middelbare school. Een elektrische stroom wordt door een vacuüm gezogen glazen buis gestuurd en veroorzaakt daarin een zwak oplichtende straal (een kathodestraal genoemd). Een magnetisch veld buigt de straal af, evenals een elektrisch geladen plaat. De verhouding van de beide afbuigingen geeft direct de verhouding van de massa m en de lading e van de deeltjes in de kathodestraal. Het resultaat was een waarde voor m/e die duizend keer kleiner was dan de destijds kleinst bekende waarde, die van het waterstof-ion. Latere metingen (ook van Thomson, in 1899) toonden aan dat de lading van het elektron dezelfde is als die van het waterstof-ion. De conclusie is dat de elektrische stroom bestaat uit deeltjes die duizend keer lichter zijn dan het lichtste atoom. Het eerste elementaire deeltje was ontdekt.

Hoe voerde Thomson zijn proef uit?
Om de snelheid van de elektronen te bepalen worden deze met een beginsnelheid door een elektrisch en magnetisch veld geschoten.
Op het negatief geladen elektronen wordt een elektrische kracht uitgeoefend:

Fe = q • E

Ook het magnetisch veld oefent een kracht uit op het geladen deeltje:

Fm = B • q • v

De beide krachten zijn hieronder met behulp van vectoren weergegeven.

Omdat het elektron niet wordt afgebogen, kunnen we stellen dat de krachten even groot maar tegengesteld van richting zijn:

Als we het quotiënt lading/massa willen weten, gebruiken we alleen het elektrisch veld.
De kracht die op het elektron werkt is:

Fe = q • E

(zie ook oscilloscoop) Omdat er maar één kracht op het elektron werkt, ondergaat deze een eenparig versnelde beweging en gelden de volgende formules:

In de condensator met een lengte L krijgt het elektron een uitwijking y. Voor die uitwijking geldt:


Na de condensator werken er geen krachten meer op het elektron en ondergaat deze een eenparige beweging.
De plaats waar deze het scherm raakt is: