Il metodo delle parabole di Thomson
Navigando in Internet per una ricerca sugli isotopi hai trovato il seguente articolo di J. J. Thomson pubblicato sui “Proceedings of The Royal Society'' nel 1913.
L’esperimento a cui l’articolo fa riferimento può essere considerato come uno tra i più importanti del secolo ventesimo, nel passaggio dalla Fisica cosiddetta Classica alla Fisica Moderna, più precisamente l’inizio della Fisica Subatomica.
Nell'articolo Thomson descrive le sue osservazioni sui cosiddetti “raggi canale'', formati da quelli che noi oggi chiamiamo ioni, quando attraversano un campo elettrico uniforme £$\vec E$£ e un campo magnetico, pure uniforme, £$\vec B$£ paralleli tra loro e perpendicolari alla velocità delle particelle £$\vec v$£.
Nell'articolo Thomson scrive:
“Supponi che un fascio di queste particelle si muova parallelamente all'asse £$x$£, colpendo un piano fluorescente perpendicolare al loro cammino in un punto O. Se prima di raggiungere il piano agisce su di esse un campo elettrico parallelo all'asse £$y$£, il punto ove le particelle raggiungono il piano è spostato parallelamente all'asse £$y$£ di una distanza pari a: $$y=\frac{q A_1}{m v_0^2}$$ dove £$q$£, £$m$£ e £$v_0$£ sono rispettivamente la carica, la massa e la velocità delle particelle e £$A_1$£ è una costante dipendente dal campo elettrico e dal cammino della particella ma indipendente da £$q$£, £$m$£, £$v_0$£.
Se invece sulle particelle agisce un campo magnetico anch'esso parallelo all'asse £$y$£, le particelle vengono deflesse parallelamente all'asse £$z$£ e il punto ove le particelle raggiungono il piano è spostato parallelamente all'asse £$z$£ di una distanza pari a: $$z= \frac{q A_2} {mv_0}$$ dove £$A_2$£ è una costante dipendente dal campo magnetico e dal cammino della particella ma indipendente da £$q$£, £$m$£ e £$v_0$£''.
E più oltre continua: “Così, tutte le particelle con lo stesso rapporto £$\frac{q}{m}$£ in presenza di campo elettrico e magnetico colpiscono il piano su una parabola che può essere visualizzata facendo incidere le particelle su una lastra fotografica''.
E ancora: “Poiché la parabola corrispondente all'atomo di idrogeno è presente in praticamente tutte le foto ed è immediatamente riconoscibile [...] è molto facile trovare il valore di £$\frac{q}{m}$£ per tutte le altre''.
Un esempio di queste foto è riportato nella Figura 1:
che viene riportata, ingrandita e invertita in colore, nella Figura 2:
