比電荷について…。

質問

比電荷についておたずねしたいことがあります。
ガラス管中にヘリウムガスを満たし、コンデンサーにヒーターにより熱エネルギーを与え電子ビームを作り、その電子ビームの半径と電圧、電流を用いて比電荷を測定する実験をしました。
そこで、誤差がものすごく出たのですがこれは地球からの重力が関係してこんなにも誤差が発生したのでしょうか？
電子の質量を考えると、そんなに重力は関係ないと思うのですがどうなのでしょうか？

また、この測定で得られた半径-電流のグラフが直線のようになったのはある一定の値をとる一次関数になるのだと思いますが、真の値の関数グラフを計算するとおよそ半比例のようなグラフができてしまいました。なぜ、一次関数のようなグラフができてしまったのでしょうか？
この一次関数のグラフは何らかの意味を持っているように思うのですがどうでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.1

goma_2000

誰も回答していないので、わかる範囲で。

実験の状況は下記の理解でよろしいでしょうか？

１。ガラス管にヘリウムガスが満たされている

２。コンデンサーで電圧をかける
※コンデンサーとヒーターの役割が文章から和よくわかりませんでした。

３。ヒーターで熱エネルギーを与え、電子ビームを作る
※ここで判らないのは、電子ビームはヘリウムをイオン化したものですか？

４。電子ビームの半径・電流・電圧を測定し、比電荷を求める。
※比電荷の計算の仕方は？
※コンデンサーは電子ビームを曲げる時に使用するのかな？

＞誤差がものすごく出た
まあ重力の影響は無いでしょう。

考えられるのは熱によるエネルギーの揺らぎ（電子ビームの初速度の揺らぎ）が大きいのではないでしょうか。
あとは、コンデンサーで曲げているとして、コンデンサーの電圧の一様性が保たれていないとか。。。
半径はスリットで電子ビームを切っているのかな？そうなら、そこからのビームの広がりがどうなっているかにもよりますね。

半径ー電流が一次関数になったのは、半径が大きいと電流がたくさん流れるという関係を表しているのでしょう。半径と電流が反比例の関係になるのはどのような計算によってもとまったのですか？

何をどうやって測定したのか判らないと、誤差の入り込む余地を類推するのが難しいです。実験状況その他をもう少し詳しく書いてくださいね。

お礼

ありがとうございます。
とても参考になりました。
これについて、もう一度図書館等で調べてみます。