Дослід Стюарта-Толмена

Пряме експериментальне доказ того, що електричний струм у металах створюється рухом вільних електронів, було дано в досвіді Т. Стюарта і Р. Толмена (1916 рік). Експерименту Стюарта-Толмена передували якісні спостереження, зроблені чотирма роками раніше російськими фізиками Л. І. Мандельштамом і М. Д. Папалексі. Вони звернули увагу на так званий електроінерціонний ефект: якщо різко загальмувати рухомий провідник, то в ньому виникає короткочасний імпульс струму. Ефект пояснюється тим, що протягом невеликого часу після гальмування провідника його вільні заряди продовжують рухатися за інерцією.

Однак жодних кількісних результатів Мандельштам і Папалексі не отримали, і спостереження їх опубліковані не були. Честь назвати досвід своїм ім’ям належить Стюарту і Толмену, які не тільки спостерігали вказаний електроінерціонний ефект, але і виробили необхідні вимірювання і розрахунки.

Установка Стюарта і Толмена показана на рис. 3.49. Котушка більшим числом витків металевого дроту приводилася в швидке обертання навколо своєї осі. Кінці обмотки за допомогою ковзних контактів були приєднані до спеціального приладу – балістичного гальванометра, який дозволяє вимірювати проходить через нього заряд.

Після різкого гальмування котушки в ланцюзі виникав імпульс струму. Напрямок струму вказувало на те, що він викликаний рухом негативних зарядів. Вимірюючи балістичним гальванометром сумарний заряд, що проходить по ланцюгу, Стюарт і Толмен вирахували ставлення q / m заряду однієї частинки до її масі. Воно виявилося одно відношенню e / m для електрона, яке в той час вже було добре відомо.

Посилання на основну публікацію