To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wydział A , E i I Kierunek A i R
Ćwiczenie laboratoryjne z fizyki:
Wyznaczanie ładunku właściwego elektronu metodą magnetronową.
1 . Wprowadzenie . Ładunkiem właściwym elektronu nazywamy stosunek jego ładunku elektrycznego e do jego masy m .
Podstawową metodą wyznaczania ładunku właściwego jest badanie ruchu elektronów w wzajemnie prostopadłych do siebie polach : elektrycznym i magnetycznym . Stosuje się w tym celu magnetron czyli lampę dwuelektrodową z cylindryczną anodą i centralnie względem niej ustawioną katodą .
Lampę umieszcza się w jednorodnym , równoległym do osi lampy polu magnetycznym wytworzonym przez solenoid . Emitowane z katody na skutek termoemisji elektrony są przyśpieszane w polu elektrycznym , którego linie sił biegną promieniście od anody do katody . Ze strony sił pola elektrycznego i magnetycznego na elektron działa siła Lorentza : powodująca zakrzywienie toru elektronu .
Jeśli przez solenoid nie płynie prąd , to indukcja magnetyczna B jest równa zero i elektrony biegną promieniście do anody . Wraz ze wzrostem prądu Im w cewce rośnie wartość indukcji i elektrony poruszają się po spiralach o coraz mniejszym promieniu krzywizny . Przy odpowiednio dużej wartości indukcji zwanej indukcją krytyczną ( Bkr ) większość elektronów w lampie na skutek zakrzywienia toru nie dotrze do anody . Pomiary sprowadzają się do wyznaczenia wartości prądu płynącego przez cewkę , dla którego wartość indukcji jest równa indukcji krytycznej .
Wyprowadzenie wzoru do obliczania ładunku właściwego :
Moment pędu elektronu względem osi elektrod wynosi :
, r - odległość elektornu od osi
v - prędkość elektonu
Moment sił : wywołuje zmianę momentu pędu Ponieważ wektory promienia wodzącego r i natężenia pola elektrycznego E mają ten sam kierunek : , a otrzymujemy : dL = eBrdr , przyjmując Vo = 0 i obustronnie całkując otrzymamy : ra - promień anody rk - promień katody
wiedząc że : , , B = B μo I
otrzymamy ostateczny wzór :
gdzie B - współczynnik zależny od wymiarów geometrycznych cewki .
(…)
… :
Woltomierz:
Miliamperomierz Ia:
Miliamperomierz Im:
3.2 Wykresy charakterystyk Ia = f ( Im ) dla trzech napięć anodowych Ua :
3.3 Obliczanie wartości e/m dla poszczególnych napięć anodowych ze wzoru :
gdzie :
przyjmujemy więc Błąd wartości e/m obliczamy za pomocą różniczki zupełnej . Po przekształceniach otrzymujemy następujący wzór
3.3.1 Ua = 6.4 V Ikr = 865 mA
Ua = 0.05 V Ikr = 0.03 A
= 1.32 1010 3.3.2 Ua…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)