العالم الذي أوجد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته هو

العالم الذي أوجد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته هو. الإجابة الصحيحة هي : طومسون.

العالم الذي أوجد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته

في عالم الفيزياء، تُمثل نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته (e/m) كمية أساسية ضرورية لفهم خصائص الجسيمات المشحونة. وقد اكتشف هذه النسبة الفيزيائي البريطاني السير جوزيف جون طومسون، الذي يُنسب إليه أيضًا اكتشاف الإلكترون.

مفهوم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته (e/m)

نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته هي كمية فيزيائية تمثل قياس شحنة الإلكترون (e) مقسومة على كتلته (m). تُقاس شحنة الإلكترون بوحدة كولوم (C)، بينما تُقاس كتلة الإلكترون بوحدة كيلو غرام (kg). وبالتالي، فإن وحدة نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته هي كولوم لكل كيلو غرام (C/kg).

أهمية نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته

تُعد نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته كمية مهمة في العديد من مجالات الفيزياء، بما في ذلك:

ميكانيكا الكم: تستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في معادلة دي برولي، التي تربط بين الزخم الموجي للجسيم وكتلته.

فيزياء الجسيمات: تستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في تحديد خصائص الجسيمات الأولية، مثل الميون والبيون.

علم البصريات الإلكترونية: تستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في تصميم العدسات الإلكترونية والمجاهر الإلكترونية.

اكتشاف نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته

اكتشف جوزيف جون طومسون نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في عام 1897 باستخدام تجربة أنبوب الأشعة المهبطية. في هذه التجربة، استخدم طومسون أنبوبًا زجاجيًا مفرغًا لإنشاء شعاع من الإلكترونات. ثم قام بتطبيق مجالين كهربائي ومغناطيسي متعامدين على الشعاع.

بسبب شحنتها السالبة، انحرف الإلكترونات في المجال الكهربائي. كما انحرفت أيضًا في المجال المغناطيسي، ولكن في اتجاه معاكس. من خلال قياس انحراف الإلكترونات في المجالين، تمكن طومسون من حساب نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته.

قياس نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته

توجد طريقتان رئيسيتان لقياس نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته:

طريقة طومسون: هذه هي الطريقة التي استخدمها طومسون في تجربة أنبوب الأشعة المهبطية.

طريقة مطياف الكتلة: تُستخدم هذه الطريقة في أجهزة مطياف الكتلة لتحديد نسبة الكتلة إلى الشحنة للجسيمات المشحونة.

قيم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته

القيمة الدقيقة لنسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته هي:

“`

e/m = 1.75882015 × 10¹¹ C/kg

“`

وهذه قيمة ثابتة أساسية في الفيزياء.

الاستخدامات والتطبيقات

بالإضافة إلى أهميتها في مجالات الفيزياء الأساسية، تُستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته أيضًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات العملية، بما في ذلك:

أجهزة تسريع الجسيمات: تُستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته لتحديد نصف قطر مسار الإلكترونات والكُتلة في مسرعات الجسيمات.

مجاهر الإلكترون: تُستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته لتحديد الدقة والقدرة الدقيقة لمجاهر الإلكترون.

الكهرومغناطيسية: تُستخدم نسبة شحنة الإلكترون إلى كتلته في تصميم الأجهزة الكهرومغناطيسية، مثل الملفات اللولبية والمغناطيسات الكهربائية.