nr
206
data
Wydział
WIiZ
Semestr
II
grupa 4
dr A.Głowacki
przygotowanie
wykonanie
ocena ostatecz.
Notatka
porusza między innymi zagadnienia takie jak
TEMAT: POMIAR STOSUNKU e/m METODA ODCHYLEŃ W POLU MAGNETYCZNYM. Wiadomości wstępne.
Na posiadającą ładunek elektryczny cząstkę, poruszającą się w polu elektrycznym i magnetycznym, działa siła, zwana si l ą Lorentza , określona wzorem:
1. , Gdzie: q - ładunek cząstki, v - jej prędkość, E - natężenie pola elektrycznego, B - indukcja magnetyczna.
Działanie obu pól prowadzi w ogólnym przypadku do zmiany wektora prędkości - w polu elektrycznym może się zmieniać kierunek i wartość prędkości, natomiast w polu magnetycznym wartość prędkości pozostaje stała, zmienia się jedynie jej kierunek.
Nabój właściwy jest to iloraz ładunku cząstki do jej masy (q/m) . W celu określenia naboju właściwego elektronu (e/m) można posłużyć się lampą oscyloskopową z odchylaniem magnetycznym w kierunku Y. Pole magnetyczne wytwarzane jest w wyniku przepływu prądu przez uzwojenie umieszczone na zewnątrz lampy. Indukcja magnetyczna B jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu I :
2. . Współczynnik proporcjonalności c określony jest empirycznie. Po wyjściu z obszaru pola magnetycznego elektrony biegną w linii prostej i w końcu uderzają w ekran fluorescencyjny wywołując jego świecenie. Warunek równowagi siły odchylającej w obszarze pola magnetycznego i siły bezwładności wyraża równanie:
3. , gdzie R jest promieniem krzywizny toru. Szukaną wielkość e/m można na podstawie tego równania przedstawić w postaci:
4. . Prędkość można wyrazić poprzez napięcie U a , przyrównując energię kinetyczną do pracy wykonanej przez pole elektryczne na drodze między katodą i anodą:
5. . Obliczoną z powyższego równania prędkość wstawiamy do równania (4), podnosimy do kwadratu po czym otrzymujemy:
6. . Promień krzywizny R można natomiast wyrazić w postaci:
7. , Gdzie: l - odległość ekranu lampy oscyloskopowej od środka cewki, d - średnica cewki odchylającej,
y - odchylenie plamki na ekranie względem położenia przy B = 0 . Wstawiając (2) i (7) do (6) otrzymujemy ostateczne wyrażenie, z którego można wyliczyć stosunek e/m na podstawie prostych pomiarów odchylenia i prądu:
8. . Pomiary: Lp I
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)