Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля

1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля. От источника питания колец Гельмгольца с выхода DC (0...18V, 0...5A) ток подается через амперметр (мультиметр) на кольца, которые соединены последовательно, если клемма 2 первого кольца соединена с клеммой 2 второго кольца. Измерить диаметр D колец Гельмгольца.

2. Проверить электрическую схему питания электронной пушки. В блоке питания пушки используются 3 источника: с выходами AC (~6,3V, 2A) – для питания нити накала; DC (0...50V, 50mA) – для подачи на катод отрицательного потенциала –50V и DC (0...300V, 50mA) – для подачи положительного потенциала на анод. Для удобства все провода и гнезда с положительным потенциалом окрашены в красный цвет, с отрицательным – в синий, а заземляющий провод и провода переменного и накального тока – в желтый. Вольтметр должен быть подключен так, чтобы фиксировать разность потенциалов, подаваемых на анод и катод электронной пушки в соответствии с рис.3.

3. Включить приборы. Кнопки включения источников расположены на задних крышках приборов.

4. Установить полное напряжение U порядка 150B на блоке питания электронной пушки с помощью ручки регулирования на выходе источника DC(0...300V).

Изменяя ток в катушках Гельмгольца в пределах Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru , наблюдать изменение круговых траекторий электронов в рабочей камере (баллоне). Обратить внимание на те траектории, которые пересекают люминесцирующие перекладинки шкалы с точно известными диаметрами орбит. Для лучшей видимости траекторий на время измерений весь прибор накрывается затемняющим кожухом с узким окном для наблюдения.

5. Для нескольких значений Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru , например, 100, 150, 200, 250, 300B измерить значения токов в кольцах Гельмгольца, соответствующих калиброванным величинам диаметров электронных траекторий. Данные занести в таблицу:

Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru D U d=0,04м d=0,06м d=0,08м d=0,10м
I Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru I Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru I Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru I Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru
м B A Кл/кг Кл/кг A Кл/кг Кл/кг A Кл/кг Кл/кг A Кл/кг Кл/кг
                         
                       
                       
                       
                       

Для каждого из 20 опытов найти значение Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru по формуле (13) и занести их в таблицу.

7. Найти среднее значение удельного заряда электрона

Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru (14)

8. Оценить ошибку полученного усредненного результата.

а)При этом относительная ошибка каждого отдельного значения Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru определяется просто – по известному правилу оценки погрешностей косвенных измерений в соответствии с (13):

Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru ,

где ∆U, ∆I, ∆D – соответственно ошибки измерения напряжения вольтметром, тока – амперметром, диаметра колец Гельмгольца – линейкой. Полученные значения Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru занести в таблицу.

б)Теперь принимая (14) за формулу, по которой находится окончательный результат (т.е. снова косвенно, а не в прямом измерении!), оценить ошибку усредненного результата:

Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru 9. Записать окончательный результат и сделать заключительные выводы.

Контрольные вопросы

1. Что такое сила Лоренца и как она влияет на движение частиц?

2. Вывести расчетную формулу для определения e/m по характеру траектории движения электрона в магнитном поле.

3. Что собой представляет электронная пушка? Изобразить схему подключения ее электродов.

4. Как определяется индукция магнитного поля колец Гельмгольца?

5. Как определяются на эксперименте диаметры траекторий электронов?

Литература

Трофимова Т.И. Курс физики. М., Высшая школа, 2008

Порядок работы. 1. Проверить электрическую схему создания магнитного поля - student2.ru Детлаф Ф.Ф., Яворский Б.М. Курс физики. М., Высшая школа, 2009.

Наши рекомендации