Эксперименты по специальной теории относительности 41
Схема и методика проведения эксперимента
Заряженные ускоренные частицы пропускаются в электрическом поле конденсатора и магнитном поле постоянного магнита, след частиц фиксируется на фотопластинке. Направление магнитного поля ориентируется так же, как и электрическое поле конденсатора. Поскольку частицы заряжены, в электрическом поле они отклоняются в направлении силовых линий электрического поля и далее — в перпендикулярном направлении по отношению к силовым линиям магнитного поля, в результате чего координаты следа на фотопластинке оказываются функциями скорости и заряда частиц (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Схема эксперимента по исследованию зависимости массы от скорости
Испускаемые частицы ускоряются либо естественно (в случае использования радиоактивных изотопов), либо принудительно (в случае использования ускорителей), при этом на фотопластинке фиксируется кривая линия, анализ которой позволяет выявить за-
e висимость = f1(v), и далее, так как величина заряда считается m
известной, то m = f2 (v).
Эта последняя зависимость сопоставляется с зависимостью
Щ о V
т- i—0 ; Р-.
V1-^2 с
42
Глава 3.
Время проведения и параметры эксперимента [31, с. 62—73; 78, с. 59—77; 79—81; 262—272];
1901 — 1906 годы, Кауфман [59—61] — по расчету исследованы скорости до β = 1,034 (?!) с использованием радиоактивности радия;
1907—1909 годы, Бухерер [62, 63, 64, 70, 71] — β≤ 0,687 с использованием радиоактивности радия;
1914 год, Нейман [72] — β ≤ 0,85 с использованием радиоактивности;
1916 год, Гюи, Лаванши [73, 74] — 0,22 ≤ β ≤ 0,49 с использованием катодных лучей;
1933 год, Герлах [75];
1935 год, Наккен—[76] β ≤ 0,7 с использованием катодных лучей.
Результаты расчетов по формуле СТО, связывающей изменение величины массы со скоростью перемещения частицы, используются при разработке методов ускорения тяжелых заряженных частиц — протонов, дейтронов, альфа-частиц в магнитном поле [78, с. 272]. Неучет возрастания массы приводит к потере синхронизации между действием ускоряющего поля и движением заряженной частицы.
Вывод авторов
Кауфман — вывод неопределенный.
Бухерер — принцип относительности подтвердился. При 0,3173 ≤ β ≤ 0,687 получено 1,752 · 107 ≤ (е/тп) ≤ 1,767 · 107.
Нейман — при 0,3915 ≤ β ≤ 0,85 получено 1,767 · 107 ≤ (е/тп) ≤ 1,771 · 107. Это означает, что если при (β=0,85 масса возрастает примерно в 3 раза, то и заряд возрастает также в 3 (?!) раза.
Гюи и Лаванши — принцип относительности подтвердился. При 0,2581 ≤ β ≤ 0,4829 получено, что 1,041 ≤ (е/тп) ≤ 1,139.
Необходимость ввода поправок на релятивистские эффекты при расчетах ускорителей по мнению разработчиков ускорителей и экспериментаторов, работающих на них, однозначно подтверждает справедливость положений СТО.
