Datei:Electron charge-mass relation experiment.jpg
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Beschreibung
| Beschreibung |
English: The image shows the circular trajectory of an electron beam inside a glass tube containing helium at low pressure. The electrons, emitted by a thermionic gun and accelerated by a potential difference, are deflected by a uniform magnetic field generated by a pair of Helmholtz coils. The blue glow corresponds to the light emitted by helium atoms excited after collisions with the electrons, which makes it possible to visualize the path of the subatomic particles.
The phenomenon illustrates the action of the Lorentz force: upon entering a magnetic field perpendicular to their motion, the electrons experience a centripetal force that confines them to a circular trajectory. By measuring the radius of this orbit for different values of accelerating voltage or coil current, it is possible to determine the charge-to-mass ratio of the electron (e/m). The experiment reproduces the studies carried out at the end of the 19th century that led to the discovery of the electron as a fundamental particle, and it serves as a didactic verification of the theoretical model linking kinetic energy, electromagnetic fields, and uniform circular motion.Español: La imagen muestra la trayectoria circular de un haz de electrones dentro de un tubo de vidrio que contiene helio a baja presión. Los electrones, emitidos por un cañón termoiónico y acelerados por una diferencia de potencial, son desviados por un campo magnético uniforme generado mediante un par de bobinas de Helmholtz. El resplandor azul corresponde a la luz emitida por los átomos de helio excitados tras las colisiones con los electrones, lo que permite visualizar el recorrido de las partículas subatómicas.
El fenómeno ilustra la acción de la fuerza de Lorentz: al ingresar en un campo magnético perpendicular a su movimiento, los electrones experimentan una fuerza centrípeta que los confina a una trayectoria circular. Midiendo el radio de esta órbita para diferentes valores de voltaje acelerador o de corriente en las bobinas, es posible determinar la relación carga/masa del electrón (e/m). El experimento reproduce los estudios realizados a fines del siglo XIX que llevaron al descubrimiento del electrón como partícula fundamental, y constituye una verificación didáctica del modelo teórico que vincula energía cinética, campos electromagnéticos y movimiento circular uniforme.English: The image shows the circular trajectory of an electron beam inside a glass tube containing helium at low pressure. The electrons, emitted by a thermionic gun and accelerated by a potential difference, are deflected by a uniform magnetic field generated by a pair of Helmholtz coils. The blue glow corresponds to the light emitted by helium atoms excited after collisions with the electrons, which makes it possible to visualize the path of the subatomic particles. The phenomenon illustrates the action of the Lorentz force: upon entering a magnetic field perpendicular to their motion, the electrons experience a centripetal force that confines them to a circular trajectory. By measuring the radius of this orbit for different values of accelerating voltage or coil current, it is possible to determine the charge-to-mass ratio of the electron (e/m). The experiment reproduces the studies carried out at the end of the 19th century that led to the discovery of the electron as a fundamental particle, and it serves as a didactic verification of the theoretical model linking kinetic energy, electromagnetic fields, and uniform circular motion. |
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