Сила, ускоряющая электрон массой m, определяется вторым законом Ньютона
F = mdv/dt (1),
где, v - скорость электрона. Сила F одновременно является электродвижущей силой, создавая поле с напряжённостью E
F = eE (2),
где, e - заряд электрона. Прировняв (1) и (2), найдём
E = - (m/e)(dv/dt) (3).
Напряжённость поля создаёт на концах проводника длиной l напряжение
U = lE (4) .
Объединив (3) и (4), получим
U = (m/e)(dv/dt)l (5).
Ускорение, двигающегося со скоростью V, проводника при его торможении за время Δt
dv/dt = V/Δt,
Ускоренные электроны проводника создают ток i
i = (m/e)Vl/R (6),
а на сопротивлении R - напряжение U
U = iR = (m/e)(Vl/Δt),
что позволяет найти удельный заряд электрона
e/m = Vl/UΔt (7).
Если учесть, что заряд инерционного тока q= UC =iΔt можно получить
e/m = Vl/qR =Vl/URC (8),
Δt = RC (9) .
Важно отметить, что любой отрезок проводника с разделёнными зарядами можно рассматривать, как электрическую цепь эквивалентную колебательному контуру с собственными параметрами: индуктивностью L, ёмкостью C и сопротивлением потерь R. Наблюдать свободные заряды q можно на собственной ёмкости контура. Ускоряемый колебательный контур, содержащий разрезанное проводящее кольцо l = 0, 6 м, и C = 10-10 пФ, показан здесь https://disk.yandex.ru/i/mE1bVEEFp6lgYA . Одиночный удар бойка разгоняет его до скорости V = 2,5м/с и резко тормозит. Напряжение на контуре - затухающий гармонический сигнал https://disk.yandex.ru/i/1dZ1nx7eX9ZeCQ с периодом T= 28 нс и максимальным напряжением U ≈ 6 мВ. Добротность контура Q = nπ = 5,8; n - число периодов сигнала при уменьшении его амплитуды в 2,73 раза. Рассчитаем сопротивление потерь контура
R = T/2πQC ≈ 10 Ом (10),
затем
Δt = RC=10*10-10 = 10-9 с = 1 нс.
Длительность механического удара ΔT взята из осциллограммы сигнала микрофона, расположенного около точки удара https://disk.yandex.ru/i/en94BC9zbanD7w ΔT = 1,5 10-4 с.. Отношение ΔT/ Δt = 1.5*105 велико и показывает неопределённость момента разделения зарядов в проводнике. Как известно, сила упругого удара - вектор, который можно представить графиками Рис.1. График модуля импульса силы удара F/m - гладкий Рис.1 а), но график функции аргумента arg - разрывной Рис.1 б), что позволяет обнаружить момент времени t0, который есть основание считать моментом разделения зарядов.
Рис.1 На Рис.1 в) приведён возможный график инерционного тока i.
![[]](/img/d/doroshew/mnt/mt.jpg)