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湯姆孫的什麼實驗裝置

發布時間:2022-01-18 16:10:41

① 關於湯姆孫做陰極射線的實驗,為什麼實驗中會有帶正電的粒子出現

陰極射線是由於氫原子在強電場作用下使電子與原子核分離產生,所以陰極射線專中的不光有電子屬,還有帶正電的粒子.陰極射線只是指電子,因為氫離子向相反方向運動,利用雲室測出運動半徑就可能測得H+的核質比 ,陰極射線里應該混合正電的粒子,因為氫氣電離後在電場作用下,氫離子沿電場方向運動,電子反方向運動,只是電子速度快,是射線的主體,氫離子很慢幾乎可以忽略,射線不能到射線管外,都在裡面

② 湯姆孫發現電子的實驗是什麼實驗他是如何完成的

湯姆孫「發現」電子實際上只是較准確(其實也有一定誤差)地測出了陰極射線的荷質比,從而證明構成陰極射線的粒子是帶一個單位負電荷但質量是氫原子的近2000分之一,他把構成陰極射線的粒子命名為電子。

③ 湯姆孫測定電子比荷的實驗裝置如圖甲所示。從陰極K發出的電子束經加速後,以相同速度沿水平中軸線射入極

(1)

④ 湯姆遜用來測定電子的比荷實驗裝置如下:真空管內的陰極C發出電子,(不計初速,重力和電子間相互作用)

粒子在磁場中做勻速圓周運動,如圖所示,

.

⑤ 湯姆孫測定電子比荷的實驗裝置如圖甲所示.從陰極K發出的電子束經加速後,以相同速度沿水平中軸線射入極

(1)電子在極板D1、D2間電場力與洛倫茲力的作用下沿中心軸線運動,即受力平衡,設電內子容的進入極板間時的速度為v.
由平衡條件有:
evB=eE ①
兩極板間電場強度:
E=

U
d

解得:
v=
U
Bd

(2)由幾何關系得電子射出電場時豎直方向的側移量:
y=
L
2
tanθ ④
根據牛頓第二定律,有:
eU
d
=ma ⑤
根據分位移公式,有:
L=vt ⑥
y=
1
2
at2 ⑦
又v=
U
Bd

聯立各式得到:
e
m
=
Utanθ
B2dL

(3)如圖所示,極板D1、D2間僅有勻強磁場時,電子做勻速圓周運動,射出磁場後做勻速直線運動,已知r=2L,由幾何關系得到:α=30° ⑨
射出磁場後水平方向的距離:

⑥ 威廉·湯姆孫在科學領域有什麼成就

1892年,英國女王伊麗莎白把「開爾文勛爵」的封號授予一位著名的科學家,以表彰他在科學和技術領域為人類做出的傑出貢獻。然而,令人驚奇的是,在崇高的榮譽面前,這位科學家竟然用「失敗」二字總結他一生在科學進步方面的奮斗。他是誰呢?他就是成功鋪設第一條大西洋海底電纜的英國傑出的科技發明家威廉·湯姆孫。

威廉·湯姆孫於1824年5月26日出生於英國的貝爾法斯特城。

鋪設大西洋海底電纜是一項世人矚目的工程,而且耗資巨大。不料,在建造電纜的第一步就出了差錯。負責這項工程的是華特霍斯,他在公司有較好的人事關系,資格又老。當時,湯姆孫只是一個年齡最小的董事,無職無權。1857年,工程一開始,湯姆孫和總工程師就發現了問題。原來,按照設計要求,大西洋海底電纜要由1200段電纜焊接而成,每一段是3.22公里長。華特霍斯一手制訂的電纜說明書上的電纜直徑比理論要求的要小得多,更糟糕的是,公司籌委會在正式開工之前就把說明書給了承辦商,而且已經開始製造,要取消合同已來不及了。湯姆孫為了補救,回到他的實驗室,帶領學生把當時所有的銅線都進行了測試,發現各種銅線的電阻率相差很大,不同電阻率的銅線焊接在一起,肯定會使總電纜的參數發生偏差。通過實驗,湯姆孫解決了多條銅線間電阻率一致化問題,並總結出一套實用的電阻率測定方法,對電纜用銅線的規格提出了新的要求和標准。

湯姆孫的研究成果,遭到華特霍斯和電纜製造商的抵制。湯姆孫在董事會上用大量的實驗事實證明自己的理論,贏得了董事會的支持,迫使廠商按新的技術標准簽訂了合同。

1857年,造好的電纜被裝上英、美兩國政府撥出的兩艘巨輪,開始了第一次的沉放。電氣工程師華特霍斯因故不能隨船,受董事會委託,湯姆孫代理他隨船指揮。當沉放船行至611.16公里時,電纜意外斷裂,加上傳遞的弱信號,一般的電報機難以收到,第一條電纜的第一次沉放失敗了。

通過事後分析,湯姆孫發現,只需加強電纜的外層機械強度,就能避免斷裂。但是,如何放大弱信號,卻成了一個難題。

1858年年初,在一個陽光明媚的日子裡,湯姆孫和德國物理學家亥姆霍茲一起到海灣遊玩。湯姆孫一想起信號放大問題,就走了神,丟下朋友,一個人躲到船艙下面算了起來。亥姆霍茲就跟他開了個小玩笑。順手從衣袋中取出眼鏡,把太陽光反射到湯姆孫臉上。湯姆孫忽覺一個刺眼的亮點在眼前晃動,抬頭看到朋友手中的眼鏡,靈機一動,狂喜地大喊起來:「有啦!有啦!我的亥姆霍茲。」喊著就跑回了實驗室。

原來,鏡片的作用啟發了湯姆孫,他終於找到了放大信號的方法。他通過反復實驗,最後在電報機的線圈中,小心地掛上一面小鏡子,鏡背面粘一個小磁針,以此來放大弱信號。他經過周密地設計,終於製成了鏡式電流計電報機。這種電報機靈敏度要比華特霍斯的電報機高十多倍,從而解決了海底電纜通信的關鍵性技術問題。這種實用的終端設備,在以後大西洋海底長途電纜通信中被廣泛採用。

技術問題解決之後,1858年開始了第一條電纜的第二次沉放。因資深的華特霍斯拒絕出海,年輕的湯姆孫勇敢地承擔起電氣工程師的責任,再次隨船出海。

1858年春夏之交,沉放船「亞加墨娜號」由北美的紐芬蘭島出發,由西向東鋪設電纜。不料,海上遇到持續一周的大風大浪。甲板被電纜鑽出了洞,實驗室進了水,給沉放工作帶來了很大困難。湯姆孫和大家一起,不顧危險,劈浪前行。經過一個多月海上搏鬥,「亞加墨娜號」於8月3日安全駛至愛爾蘭。8月5日下午3點55分,由湯姆孫拍出的第一份越洋電報,在5分鍾後由北美洲一端收到。人類第一次征服了大西洋的阻隔,用電纜把兩塊大陸接在一起。建立奇功的湯姆孫此時激動得發了狂。但一個月後,出乎意料的事情又發生了。電纜在通了723次電報之後,由於海水腐蝕而斷裂,甚至漏電,兩岸電報往來被迫中斷。

大西洋海底電纜兩次沉放都遭失敗,耗費數十萬英鎊而不見效益。許多人都想打退堂鼓,而湯姆孫卻堅持認為,第一條電纜雖壽命不長,至少通了一個月,但它證明長途海底通信是完全可能的。在湯姆孫和總經理的堅持下,在政府的大力支持下,1865年年初,第二條新電纜製造出來並進行沉放。這時的湯姆孫,因滑冰骨折已成了跛子。可是,他克服一切不便,一定要親自出海,領導這次沉放。一艘22000多噸的巨輪「大東號」載著人們的希望出發了。經受兩次打擊的湯姆孫多麼盼望這次能夠成功啊。可是船行不到一半,電纜意外折斷,沉入深淵,湯姆孫痛心極了。返回時,這位工程師臉上掛著淚花。面對異常平靜的大海,他在心中吶喊:「我相信大西洋阻擋不住人類的進步!」

是的,大西洋阻擋不住人類前進的腳步。1866年,第三條電纜建成。當年4月,「大東號」再次啟程。湯姆孫第四次上船,擔任工程師,主持沉放。6月,電纜在愛爾蘭著陸,沉放非常成功,電報通信也非常順利。湯姆孫為巨大的成功所鼓舞,幾個月後再次出航,經過一個多月搜索,打撈到沉入海底的斷纜,並接上新纜,一直通到了紐芬蘭。經過10年艱苦卓絕的工作,大西洋底擁有了兩條電纜。這次成功,開創了人類有線通信的新時代。它不僅證實了遠距離海底電纜通信的可行性,而且為這一事業的發展奠定了理論基礎,提供了豐富的實踐經驗。一百多年後的今天,地球上各大陸板塊之間,大陸和主要島嶼之間,都鋪設了海底電纜。

鋪設大西洋海底屯纜的工程,為人類通信事業做出了巨大貢獻,也對湯姆孫的科學活動產生了很大影響。它把湯姆孫從理論科學引向了工程技術科學。人們說,湯姆孫做了50多年教授,其實是以教授的名義當了50多年的工程師。在應用工程上,到處都留有他的足跡。幾次沉放電纜的海上航行,更使他的後半生緊緊地與大海聯結在一起。電纜鋪設成功之後,他繼續為海底通信研究新裝置,包括海底電報自動記錄器和圈轉電流計等。

湯姆孫一生取得過70種產品的發明專利,這些專利權使他成了富翁。他把這些錢大量地用在新的研究方面。1870年,他嬌弱的妻子在與他共同生活18年後因病離開了人世。強忍悲痛的湯姆孫,買了艘100多噸的遊艇,把全部精力都投入到航海研究之中。他把遊艇當做試驗船,經過反復研究,發明了幾種不受鐵殼船體干擾的輕便改良羅盤。此外,他還發明了海水測深儀,研究過潮汐理論。

湯姆孫這位近代物理學的奠基人之一,大西洋第一條海底電纜的創建者,一生發表論文600多篇。1851年被選為皇家學會會員,兩次獲皇家學會勛章。從1892年起,任皇家學會會長,一直到他去世。他建立了英國第一座現代物理實驗室。至今格拉斯哥大學還設有「開爾文獎」,用來獎勵世界范圍內在數學、天文學、物理學等方面有突出成績的學生。

1896年,來自世界各地的科學家雲集格拉斯哥大學,隆重紀念湯姆孫榮任該校教授50周年。大家一致用真誠的語言贊美他的功績。確實,要想逐一列舉湯姆孫在科學領域的成就和獲得的社會榮譽是很難的。但在紀念儀式上,這位72歲的勛爵在答詞中卻說:「有兩個字最能代表我50年內在科學進步上的奮斗,就是『失敗』兩字。50年以前;我最初任教職的時候,對於電力和磁力或電氣、質量、化學親和力間的關系等,知道得並不十分多。失敗當然會產生憂慮的,可是對於從事科學的人,天賦的才能常會帶來一種特別的興致,藉此使他不致十分失望,也許反會使他的日常生活格外快樂。」

三年後,湯姆孫辭去了格拉斯哥大學的教授職務。1899年新學年開始時,注冊室走進來一位76歲的老人,鄭重其事地在報名表上填寫下:「開爾文勛爵,研究生。」他不再走上講台去教課,從現在起,他只是學了。

1907年10月17日,湯姆孫與世長辭,享年83歲。他被葬於威斯敏斯特大教堂,受到人們永久的尊敬和紀念。

⑦ 湯姆孫發現電子的實驗是什麼實驗

陰極射線實驗。樓上說的阿爾法粒子偏轉實驗是發現原子核和質子的實驗。

⑧ 湯姆孫研究了哪些裝置

人們說,湯姆孫做了50多年教授,其實是以教授的名義當了50多年的工程師。在應用工程上,到處都留有他的足跡。幾次沉放電纜的海上航行,更使他的後半生緊緊地與大海聯結在一起。電纜鋪設成功之後,他繼續為海底通信研究新裝置,包括海底電報自動記錄器和圈轉電流計等。

⑨ 焦耳-湯姆孫效應的概述

實驗裝置類似如圖1所示。C1、C2為兩個可移動的絕熱活塞。多孔塞一邊維持一定的較高的壓強p1,另一邊維持在較低壓強p2。緩慢地推動C1,氣體從p1一邊經多孔塞流向p2一邊,同時亦緩慢地使C2向右移動,但保持p1,p2不變。這種過程叫節流過程。由於這過程是在絕熱系統中進行,所作的凈功應等於系統內能的改變。 於是在過程的前後有:U1+p1V1=U2+p2V2=恆量,即過程前後焓H相等。在這過程中,系統溫度隨壓強改變的現象稱為焦耳-湯姆孫效應,並把氣體溫度T隨壓強p的變化率定義為焦耳-湯姆孫系數

⑩ (18分)湯姆孫測定電子比荷(電子的電荷量與質量之比)的實驗裝置如圖所示。真空玻璃管內,陰極K發出的

(1)

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