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J J thomson (7K) Questa simulazione permette di osservare il moto di un elettrone in un campo elettrico, in un campo magnetico o nei due campi sovrapposti perpendicolarmente (campi incrociati).

Moto nel campo elettrico

Il campo elettrico uniforme E perpendicolare al terreno è generato da un condensatore collegato ad un generatore di tensione V.
In esso un elettrone di massa m e carica e, lanciato parallelamente al terreno con velocità v, è sottoposto ad una forza elettrica Fe diretta verso l'armatura positiva:

Fe = e E = e V / d     (d distanza tra le piastre)

Il moto dell'elettrone nel condensatore è parabolico e deriva dalla composizione tra il moto uniforme in orizzontale e quello uniformemente accelerato in verticale.
All'uscita del condensatore di lunghezza L la particella ha subito una deflessione verticale y

y = e V L2 /(2 m d v2)

Moto nel campo magnetico

Il campo magnetico uniforme B, generato da una coppia di bobine affacciate (non mostrate nella simulazione) è parallelo al terreno, quindi perpendicolare allo schermo ed è localizzato tra le piastre del condensatore.
L'elettrone in moto è qui sottoposto alla forza di Lorentz Fm perpendicolare alla velocità ed al campo

Fm = e v B

Questa forza fa incurvare la traiettoria che viene percorsa in verso orario o antiorario a seconda del verso di B.

Moto nei campi incrociati

La forza agente sull'elettrone è, istante per istante, la risultante tra la forza elettrica Fe e quella magnetica Fm.
Si può anche raggiungere una situazione di equilibrio tra le due forze, se esse sono opposte ed hanno lo stesso modulo:

e v B = e V / d

In questa situazione si può determinare il valore della velocità v della particella:

v = V / (B d)

Dal valore della velocità, misurando la deflessione verticale y in assenza di campo magnetico, si può ricavare il valore del rapporto massa/carica dell'elettrone.

m / e = B2 L2 d / (2 y V)

Su questi presupposti teorici nel 1897 il fisico inglese J. J. Thomson organizzò un celebre esperimento che permise di misurare per la prima volta una grandezza legata all'elettrone.

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