YGS-LYS, Konu Anlatımı

Yüklü Parçacıkların Elektrik Alandaki Hareketi

YÜKLÜ PARÇACIKLARIN ELEKTRİK ALANDA HAREKETİ

Elektron tabancasıyla, flüoresan perde üzerinde aydınlık bil nokta oluşÂ¬turan, yüksek hızlı elektron demeti elde edilebilir. Eğer demetin içinde, bir noktadan bir saniyede geçen elektronların sayısı yeteri kadar az ise, tek tek elektronlar, perde üzerinde tek tek kıvılcımlar oluşturur. Bir sayaç ile elektronlar tek tek sayılabilir. Şekil (a) da bu düzeneğin şeması görülür.
Elektron demeti, şekil (b) de gösterilen düzeneğe benzer bir düzenekle, bir metal balon içine gönderilir. Belli sürede balonun kazandığı yük öl¬çülerek, 1 saniyede balona gelen yük miktarı bulunur.
Bir saniyede gelen yük miktarı, demetin içinden bir saniyede geçen elektron sayısına bölünerek bir elektronun yükü bulunur. Deney sonuçları gösteriyor ki, bir elektronun yükü, bir elemanter yük denilen 1,6x 10-20 C'luk yüke eşinir. Ancak elektron (-) işareti yük taşımaktadır.
1 elektronun yükü = 1 elemanter yük = 1,6 x 10-19 columb
Kütlesi


Kıvılcım makarasına bağlı fitil, hidrojen atomlarını iyonlaştırır. (-) yüklü elektronlar, K levhasındaki delikten geçerek L levhasına kadar hızlanırlar. L levhasındaki delikten V hızıyla geçen elektronlar sağ taraftaki metal levha içinde sabit hızla uçarak, sayaca gelirler. Elektronların boyundaki metal levha içindeki uçma zamanı ossiloskop denen araçla ölçülerek den, elektronların L levhasından çıkış hızları hesaplanır.
K levhasından ilk hızsız harekete geçen elektronlar, bataryanın V gerilimi altında, L levhasına kadar hızlandırılırken, q . V işi yapılır. Bu iş, elektronlara kinetik enerji olarak aktarılır. Elektronların ilk hızsız harekete geçtiği düşünülürse,
olur. Elektronların q yükü biliniyorsa, V gerilimi ölçülerek m kütlesi hesaplanır.
Yapılan deneylerle durgun haldeki elektronun kütlesinin melektron=9,11 x 10-31 kg. olduğu bulunmuştur.
2 - PROTON
Elektronun kütlesinin ölçülmesinde kullanılan düzenekte, K levhası ba¬taryanın (+) kutbuna, L levhası da (-) kutbuna bağlanırsa, K-L arasın¬da, (+) yüklü protonlar (hidrojen İyonu) hızlanır. Elektronun hızının öl¬çülmesine benzer biçimde hızı ölçülürse, protonun kütlesi de hesaplanabilir. Yapılan deneyler, hidrojen iyonunun (protonun) kütlesinin
Mn=1,6726 x 10-27 kg olduğunu göstermektedir.
Proton kütlesi, elektronun kütlesinin,
katıdır.
Protonlar, elektron kaybetmiş hidrojen iyonlarıdır. Bu nedenle protonlar, (+) yüklüdür. Protonun yükü = +1,6 x 10-19 C dur.
Kütlesi (kg) Yükü (Coulomb)
Proton 1,6726 x 10-27 +1,6 x 10-19
Elektron 9,11 x 10-31 -1,6 x 10-19
Proton ve elektron, atomun yapı taşlarından ikisidir. Atomun yapı taşlarından olan nötron, elektrik yükü taşımaz. Nötron,proton ve elektrona dönüşebilir.
Proton ve elektron, atomun yapılarından olan nötron, elektrik yükü taşın dönüşebilir. Proton ve elektronun yükü eşit toplam yükleri gene sıfır olur.
Hidrojen gibi diğer atomlar da elektron kaybederek (+) yüklü iyon du¬rumuna gelebilirler. Sözgelişi He, 2 elektron kaybederse He, 2 elektron kaybederse He++ iyonu durumuna gelir. İyonların kütleleri de hidrojen iyonunun kütlesinin ölçülmesine benzer biçimde ölçülebilir.
YÜKLÜ PARÇACIKLARA ETKİ EDEN KUVVET


Geçen yılki derslerinizden Q yükünün kendinden d uzaklıktaki q yüküne, coulomb kanununa göre, kadarlık bir kuvvet etki ettirdiğini Q yükünün d uzağındaki bir noktada kadarlık bir elektrik alanı oluşturduğunu biliyorsunuz. Alan şiddeti E olan bir noktaya konulan q yüküne ise F= qE kuvveti etki eder.


Gene geçen yılki derslerinizden Q yükünden d kadar uzaktaki bir A noktasında bulunan q yükünün kadarlık potansiyel enerjiye sahip olduğunu ve Q yükünden d kadar uzaklıktaki +1 birim yükünün sahip olduğu potansiyel enerjiye de A noktasının potansiyeli dendiğini ve olduunu biliyorsunuz.
Potansiyeli VA olan A noktasındaki q yükünü, potansiyeli VB noktasına götürmek için yapılacak iş W = q.(VB - VA)= q.VAB dir. Bu iş, hareket eden parçacığın kinetik enerjisini değiştirir ve W=q.VAB =EK dir