Essays.club - Получите бесплатные рефераты, курсовые работы и научные статьи
Поиск

Определение удельного заряда электрона методом магнетрона

Автор:   •  Май 12, 2023  •  Лабораторная работа  •  745 Слов (3 Страниц)  •  204 Просмотры

Страница 1 из 3

АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ ЗАЩИТЫ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Дисциплина: физика

Лабораторная работа 1
(занятие 13.8)

Определение удельного заряда электрона методом магнетрона

Выполнил курсант (студент)

уч. группы

Фамилия, И.О.

Дата

Отметка и подпись

Ф.И.О. преподавателя

Отметка о допуске

Отметка о выполнении

Отметка о защите

Цель работы: Определение удельного заряда электрона путем  использования законов его движения во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях.

Оборудование Лабораторная установка в составе: двухэлектродная лампа (электровакуумный диод в виде металлического цилиндра (анод) с металлической нитью вдоль его оси (катод)) внутри соленоида; источник тока соленоида; источник напряжения на аноде лампы; амперметр и вольтметр.

Технические данные

Число витков соленоида N = 1800; длина соленоида L = 0,14 м; диаметр соленоида (по средней линии) d = 0,032 м;  радиус анода  rA = 5·10-3 м.

Основные понятия и формулы

Для измерения удельного заряда электрона е/m используется двухэлектродная лампа (электровакуумный диод). Электрическое поле между катодом и анодом лампы и внешнее магнитное поле, в котором находится лампа, взаимно перпендикулярны.

При постоянном напряжении между катодом и анодом измеряется анодный ток лампы при различных значениях индукции магнитного поля соленоида. Анодный ток прекращается, когда индукция магнитного поля внутри соленоида достигает критического значения ВКР:

                                           [pic 1] .                                                                      (1)

где N – число витков соленоида; L – длина соленоида; d – диаметр соленоида; μ0 = 4π10-7 Гн/м – магнитная постоянная, IС КР – величина тока в соленоиде в критическом режиме.

Для определения IС КР можно воспользоваться графиком, изображающим зависимость анодного тока IА от тока IС в соленоиде. IС КР соответствует точке начала падения тока анода IА.

Для вычисления удельного заряда электрона используется формула:

                                                      [pic 2]  .                                                          (2)

Порядок выполнения работы

  1. Включите блоки питания лампы и соленоида и после минутного прогрева приступите к измерениям.
  2. Установите анодное напряжение UA= 50 В и, изменяя ток в соленоиде IC от 0 до 1,2 А, снимите соответствующие значения анодного тока IA . Результаты измерений занесите в табл. 1.
  3. Повторите опыт, описанный в п. 2 при двух других значениях анодного напряжения UA= 60 В; UA=70 В .
  4. Постройте кривые зависимости IА от IС  для каждого опыта и определите ток соленоида IС КР, соответствующий критическому режиму (начало падения тока анода IА), затем по формуле (1) вычислите критическое значение магнитной индукции ВКР.
  5. Рассчитайте величину удельного заряда электрона по формуле (2) для 3-х проведенных опытов и определите ее среднее значение. Результаты расчетов занесите в табл. 2.

Таблица 1

IC, A

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1,0

1,1

1,2

UA = 50 B

IA ,mA

UA = 60 B

IA ,mA

UA = 70 B

IA ,mA

Графики зависимости тока анода от тока соленоида

[pic 3]

Таблица 2

UA

IC KP, A

BKP, Тл

[pic 4]

[pic 5]

UA = 50 B

UA = 60 B

UA = 70 B

Вопросы для самопроверки

  1. В чем состоит метод магнетрона, применяемый для определения удельного заряда электрона?
  2. Где и каким образом в магнетроне формируется постоянное электрическое поле?
  3. Где и каким образом в магнетроне формируется постоянное магнитное поле?
  4. Где и когда формируется сила Лоренца?
  5. Как формулируется и о чем говорит правило левой руки?
  6. Каков характер изменения радиуса кривизны траектории электрона с увеличением внешнего магнитного поля?
  7. Как движется электрон в лампе в магнитном поле, индукция которого равна критическому значению?
  8.  Дайте определение магнитной индукции. Размерность ее в СИ.
  9. От чего зависит энергия электрона в данной работе?

Рекомендуемая литература

1. Гудилов С.М., Евсеев В.Н., Чечеткина Н.В. Физика. Лабораторный практикум. Часть 2. Учебное пособие. – Химки: АГЗ МЧС России, 2018.

...

Скачать:   txt (7.4 Kb)   pdf (142.9 Kb)   docx (72.5 Kb)  
Продолжить читать еще 2 страниц(ы) »
Доступно только на Essays.club