Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
трубки, через которую проходит пучок лучей, была отрезана, в приборе
устанавливался металлический стержень так, чтобы его конец Z совпадал с
отверстием узкой трубочки, сквозь которую пропускался пучок положительных
лучей. К концу этой
провода для определения распределения магнитного поля [Phil. Mag, 13
(1907), стр 565, рис 3]
31
трубочки припаивали очень тонкий провод, который перебрасывался через
легкий блок и имел на свободном конце грузик. Блок укрепляли на винте
так, что при помощи его он мог передвигаться вверх и вниз; по проводу
пропускался ток известной величины, который входил в точке Z и выходил
через блок. Сначала блок был закреплен так, чтобы провод в натянутом
состоянии (в отсутствие магнитного поля) совпадал с траекторией
неотклоненных лучей. Непосредственно за проводом устанавливали
вертикально масштабную линейку; ее край отстоял от отверстия, сквозь
которое проникали лучи, на такое же расстояние, как и фосфоресцирующий
экран; отсчеты по этой линейке проводились при помощи микроскопа с
окулярной шкалой..
Для того чтобы убедиться в том, что касательная к проводу в точке 2 - 0
расположена горизонтально, использовали следующий метод. Заостренный край
стержня Р, перемещаемого винтом, устанавливали на расстоянии 1 мм от
закрепленного конца провода, так что в отсутствие магнитного поля край
стержня Р касался провода (в этом было легко убедиться, замкнув через
точку касания электрическую цепь со звонком). При включении магнитного
поля провод отрывался от края стержня, касательная в точке 2 = 0 теперь
уже не проходила горизонтально, но ее прежнее положение можно, однако,
восстановить, передвигая вниз или вверх блок D до тех пор, пока не будет
достигнут контакт провода с концом стержня Р (что вновь обнаруживается по
звонку). Тогда у\ будет равно расстоянию по вертикали между точкой, где
провод касается края линейки, и точкой, где происходило это касание в
отсутствие магнитного поля".
Возвращаясь вновь к уравнениям (2.1) и (2.8), можно видеть, что они
содержат два параметра, характеризующие положительно заряженные лучи:
отношение заряда к массе е/т и начальную скорость и. Перепишем эти
уравнения в виде
то* J то
где Ci и Сг - постоянные, зависящие от электрического и магнитного полей
и размеров установки. Исключив
32
е/т из этих уравнений (разделив их друг на друга], получим
JL = ?lv.
х' Ci '
если же, напротив, исключить из них скорость, то мы* будем иметь
Г2
ь2
(*/'
(2.9)
"Первое из этих уравнений показывает, что если пучок состоит из лучей,
имеющих одинаковые скорости, но различные значения е/т, изменяющиеся
вплоть до некоторого максимального значения, то светящееся пятно будет
растягиваться электрическими и магнитными полями в прямую линию,
исходящую из начала координат. Тогда как, если пучок состоит из двух
наборов лучей, один из которых обладает скоростью Vi, а другой скоростью
"2, пятно разделится на две прямые линии...
Если отношение е/т постоянно, а скорости имеют различные значения вплоть
до некоторого максимального, светящееся пятно приобретает форму участка
параболы...
Разряд получали при помощи большой индукционной катушки, которая
создавала в воздухе искру протяженностью до 50 см, что приводило к
вибрациям и разрушению установки. В ходе экспериментов использовалось
много трубок, размеры которых слегка различались".
Первые результаты были малообещающими. Размеры трубок не позволяли
поддерживать разряд при очень низких давлениях без искрового пробоя по
стеклянной оболочке. Типичная картина, наблюдаемая в воздухе при
давлениях порядка 1/50 мм рт. ст., показана на рис. 2.4. "Отклонение,
обусловленное воздействием только магнитного поля, показано вертикальной
штриховкой, только электрического - горизонтальной;
ная картина фосфоресценции при "высоких" давлениях [Phil Mag., 13(1907),
стр.568, рис 6].
33
результат совместного действия полей отмечен комбинированной штриховкой.
Фосфоресцирующее пятно размывается в полосу, растянутую в обе стороны от
первоначального положения пятна. Верхняя часть ее свидетельствует о том,
что фосфоресценция вызвана лучами, имеющими положительный заряд; нижняя
часть (указанная на рисунке точками) отклоняется так, как если бы лучи
несли отрицательный заряд... Ограничимся пока рассмотрением верхней части
пятна; прямолинейность ее границ говорит о том, что лучи в пучке имеют
приблизительно равные скорости, тогда как значения е/m изменяются в
широком диапазоне, от нуля в неотклоненной части пятна до примерно 104 на
верхней ее границе".
Применяя специальные материалы для электрода, Томсон получил ряд
результатов при значительно более низких давлениях. На рис. 2.5 приведена
картина разряда в гелии. Достигнутые успехи стимулировали дальнейшую
работу по изучению газового разряда при низких давлениях. Как сообщал сам
Томсон в своей шестой статье, он добился этих результатов, работая с
трубками, имеющими значительно больший объем разрядной области. Ему
