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質荷比

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Beam of electrons moving in a circle in a Teltron tube, due to the presence of a magnetic field. Purple light is emitted along the electron path, due to the electrons colliding with gas molecules in the bulb. The mass-to-charge ratio of the electron can be measured in this apparatus by comparing the radius of the purple circle, the strength of the magnetic field, and the voltage on the electron gun. The mass and charge cannot be separately measured this way—only their ratio.

電荷質量比又稱比荷、比電荷,是一個帶電粒子所帶電荷與其質量之比,其單位為C/kg。計算時,粒子無論帶何種電荷,應一律代入正值計算。

電子電荷e和電子靜止質量 m的比值e/m(電子比荷)為電子基本常量之一,可通過磁聚焦法磁控管法湯姆森法雙電容法等進行測定。現代精確測量電子比荷的值為1.75881962×1011C/kg,質子比荷的值為9.578309×107C/kg,一般計算中取1×108C/kg.

1897年,約瑟夫·湯姆森透過測定陰極射線在磁場和電場的偏轉,獲得電子的電荷對質量的比值,且電子在帶電粒子中具有最大質荷比。 1901年,沃爾特·考夫曼發現β射線(高速電子流)的電荷質量比隨速度增大而減小,由於電子電荷守恆,因此實驗表明電子的質量隨速度的增加而增加,成為狹義相對論的實驗基礎之一。

電荷質量比的倒數稱為質荷比,在質譜分析中,當加速電壓與電場強度恆定時,粒子運行軌跡半徑與質荷比成正比。

陰極射線、β射線......等帶負電粒子e/m質相同。

某些領域代替使用電荷-質量比(Q/m),這是質荷比的乘數倒數。2014年CODATA對於一個電子的推薦值是eme = 1.758820024(11)×1011 C/kg[1]

參閱[編輯]

參考資料[編輯]