Определение удельного заряда электрона
Студенты
Группа
Преподаватель
Дата
Челябинск
Цель работы: определить удельный заряд электрона по движению электрона в диоде, помещенном в магнитном поле.
Оборудование: плата с диодом и катушкой, блок питания, вольтметр, миллиамперметр, амперметр.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Удельный заряд – это характеристика элементарных частиц, равная
В работе удельный заряд электрона определяется методом цилиндрического магнетрона. Магнетрон – это электронная лампа, в которой движение электронов происходит под действием сил:……
Скорость электронов можно определить из закона сохранения энергии при движении в ………………………поле ………. , откуда скорость электрона равна…………..
Если включить магнитное поле, направленное параллельно оси диода, то на электроны начинает действовать сила Лоренца F=…………. , под действием которой электрон движется по траектории, являющейся …….
Уравнение второго закона Ньютона для движения электрона в магнитном поле имеет вид ………
из которого можно определить радиус траектории:
Если радиус траектории становится меньше половины радиуса анода, то сила анодного тока ……………….. … …….Из этого условия можно вывести формулу для экспериментального определения величины удельного заряда:
Значение критической индукции рассчитывается по формуле:
где сила критического тока определяется ………
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Сила тока в катушке Jкат, А | ||||||||
Сила анодного тока Jан, мA |
Радиус анода r, мм | |
сos β | 0, 87 |
Число витков N | |
Длина катушки l, м | 0,167 |
Напряжение U, В |
Построение графика зависимости силы анодного тока Jан от силы тока в катушке Jкат. Определение по графику значения критической силы тока в катушке Jкр
Критический ток <Jкр>, А | |
Индукция <Вкр>, мТл |
|
|
| |||||||||||||||||||||
|
Расчет среднего значения критической индукции (при μ0=4π∙10-7 Гн/м):
=
Расчет среднего значения удельного заряда электрона:
=
Оценка систематической погрешности измерения удельного заряда =
Результат …±…….Кл/кг. Табличное значение табл= 1,76∙10-11 Кл/кг. Выводы
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ЧИПС, филиал УрГУПС
Кафедра ЕНД
Работа 23