एक इलेक्ट्रॉन गन जिसका संग्राहक $100 \,V$ विभव पर है, एक कम दाब $\left(-10^{-2} \,mm Hg \right)$ पर हाइड्रोजन से भरे गोलाकार बल्ब में इलेक्ट्रॉन छोड़ती है। एक चुंबकीय क्षेत्र जिसका मान $2.83 \times 10^{-4}\, T$ है, इलेक्ट्रॉन के मार्ग को $12.0\, cm$ त्रिज्या के वृत्तीय कक्षा में वक्रित कर देता है। (इस मार्ग को देखा जा सकता है क्योंकि मार्ग में गैस आयन किरण-पुंज को इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करके और इलेक्ट्रॉन प्रग्रहण के द्वारा प्रकाश उत्सर्जन करके फ़ोकस करते हैं; इस विधि को ' परिष्कृत किरण-पुंज नली' विधि कहते हैं।) आँकड़ों से $e / m$ का मान निर्धारित कीजिए।

Potential of an anode, $V=100 \,V$

Magnetic field experienced by the electrons, $B =2.83 \times 10^{-4}\, T$

Radius of the circular orbit $r =12.0 \,cm =12.0 \times 10^{-2}\, m$

Mass of each electron $= m ,$

Charge on each electron $= e ,$

Velocity of each electron $= v$

The energy of each electron is equal to its kinetic energy, i.e.,

$\frac{1}{2} m v^{2}=e V$

$v^{2}=\frac{2 e V}{m}\dots(i)$

It is the magnetic field, due to its bending nature, that provides the centripetal force $\left(F=\frac{m v^{2}}{r}\right)$ for the beam. Hence, we can write

Centripetal force $=$ Magnetic force

$\frac{m v^{2}}{r}=e v B$

$e B=\frac{m v}{r}$

$v=\frac{e B r}{m}$

Putting the value of $v$ in equation $(i),$ we get:

$\frac{2 e V}{m}=\frac{e^{2} B^{2} r^{2}}{m^{2}}$

$\frac{e}{m}=\frac{2 V}{B^{2} r^{2}}$

$=\frac{2 \times 100}{\left(2.83 \times 10^{-4}\right)^{2} \times\left(12 \times 10^{-2}\right)^{2}}=1.73 \times 10^{11} \,C kg ^{-1}$

Therefore, the specific charge ratio $(e/m)$ is $1.73 \times 10^{11}\, C k g^{-1}$