Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Проверить схему электрических соединений лабораторной установки по рисунку 3.1 и наличие заземления приборов.

1. Проверить схему электрических соединений лабораторной установки по рисунку 3.1 и наличие заземления приборов.

2. Включить в сеть 220 В электрическую вилку с соединительным кабелем от приборной полки.

3. Включить тумблеры приборной полки для подачи напряжения 220 В в розетки.

4. Включить тумблер подачи напряжения на цифровом вольтметре В7- 40/4.

5. Нажать на цифровом вольтметре В7- 40/4 клавишу «АВП».

6. При измерении тока анода цифровым вольтметром В7- 40/4, необходимо включить соответствующие соединительные провода к клеммам «I» (измерение тока) и переключить «Род работы» на измерение постоянного тока нажатием на клавишу « – I».

7. Включить тумблер подачи напряжения на цифровом вольтметре В7- 40/5.

8. Нажать на цифровом вольтметре В7- 40/5 клавишу «АВП», соответствующую автоматическому выбору пределов измерения.

9. При измерении анодного напряжения uа цифровым вольтметром В7- 40/5, необходимо включить соответствующие соединительные провода к клеммам «u» (измерение напряжения) и переключить «Род работы» на измерение постоянного напряжения нажатием на клавишу «– u».

10. Проверить подключение нити накала лампы 2Ц2С соответствующими соединительными проводами к клеммам постоянного напряжения 2,5 В на модуле и источнике питания (ИП).

11. Проверить подключение катода лампы 2Ц2С соответствующим соединительным проводам к источнику постоянного тока Б5-50 и цифровому вольтметру В7- 40/5.

12. Проверить подключение анода лампы 2Ц2С соответствующими соединительными проводами через цифровой вольтметр В7- 40/4 к клемме «+» источника постоянного тока Б5-50 и через цифровой вольтметр В7- 40/5 к клемме «–» источника постоянного тока Б5-50.

13. C помощью ручки потенциометра “I ” получить в показаниях стрелочного прибора на источнике питания (ИП) ток накала, равный 1,1 А.

14. Вращая ступенчато три диска в трех окошечках с цифровыми значениями на источнике постоянного тока Б5-50 необходимо изменять анодное напряжение с шагом 20 В, измерить соответствующие значения анодного напряжения с помощью цифрового вольтметра В7- 40/5и необходимо эти значения занести в таблицу.

Внимание! На источнике постоянного тока Б5-50 нельзя выставлять нулевые значения напряжения и тока!

15. Повторить пункты 14, 15 для тока накала лампы 1,2 А и 1,3 А.

16. Построить на миллиметровой бумаге зависимость анодного тока Iа от анодного напряжения uа (для значения тока накала Iн = 1,1 А).

17. Построить три зависимости (для трех значений тока накала) анодного тока от анодного напряжения, возведенного в степень 3/2 (три рисунка на одних осях координат). При построении этого графика рекомендуется использовать экспериментальные данные, относящиеся к меньшим температурам катода (но в области, где закон трех вторых еще выполняется).

18. Определить по полученным зависимостям I = f (u3/2) угловые коэффициенты. Для этого на каждом рисунке выделить линейный участок от начала координат до начала изгиба кривой (рис. 3.1) и определить коэффициент k как отношение I0/u03/2.

19. Вычислить по формуле Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Проверить схему электрических соединений лабораторной установки по рисунку 3.1 и наличие заземления приборов. - student2.ru вeличину удельного заряда электрона для трех значений k.

В работе используется лампа 2Ц2С. Длина катода l = 9 мм, радиус анода r = 9,5 мм. Отношение радиусов анода и катода приблизительно равно 10, так что Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Проверить схему электрических соединений лабораторной установки по рисунку 3.1 и наличие заземления приборов. - student2.ru .

20. Найти среднее значение удельного заряда электрона и сравнить с табличным значением.

21. Вычислить относительную и абсолютную погрешность измерений.

22. Результат измерения удельного заряда Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Проверить схему электрических соединений лабораторной установки по рисунку 3.1 и наличие заземления приборов. - student2.ru необходимо записать в виде

Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Проверить схему электрических соединений лабораторной установки по рисунку 3.1 и наличие заземления приборов. - student2.ru

Отличие получаемых значений удельного заряда электрона от истинного может достигать 15–20 %.

Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Проверить схему электрических соединений лабораторной установки по рисунку 3.1 и наличие заземления приборов. - student2.ru

Рис. 5.1

Зависимость анодного тока Iа от анодного напряжения u3/2 в степени 3/2

Таблица

1) Ток накала, Iн1 = 1,1 А
Анодное напряжение, uа, В.                    
Анодного напряжение uа, возведенное в степень 3/2 (u3/2).                    
Ток анода, Iа, А                    
2) Ток накала, Iн2 = 1,2 А
Анодное напряжение, uа, В.                    
Ток анода, Iа, А                    
3) Ток накала, Iн3 = 1,3 А
Анодное напряжение, uа, В.                    
Ток анода, Iа, А                    

Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1) фамилию и.о., номер группы студента, выполнившего работу;

2) номер, название и цель работы;

3) краткую теорию в виде основных положений теории, метода и основных формул, а также формул, которые используются в расчетах;

4) блок - схему установки;

5) таблицу с результатами измерений и подробные расчеты, выполненные отдельно в системе единиц СИ;

6) графики на миллиметровой бумаге, если выполнены не на компьютере;

7) формулы и расчеты абсолютной и относительной погрешности измерений;

8) выводы.

Контрольные вопросы

1. Какое физическое явление называется термоэлектронной эмиссией?

2. Какие силы удерживают электрон в металле? Что такое работа выхода электрона из металла, контактный потенциал металла?

3. Как устроен диод и где он применяется?

4. Как выглядят вольтамперные характеристики диода? Почему при нулевой разности потенциалов между электродами анодный ток не равен нулю?

5. Что такое ток насыщения? Чему равна плотность тока насыщения?

6. Какой участок вольтамперной характеристики диода подчиняется закону Богуславского - Ленгмюра? Что это за закон?

7. Почему закон Богуславского - Ленгмюра не является точным?

Список литературы

1. Детлаф А.А., Яворский В.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2002.

2. Калашников С.Г. Электричество. – М.: Изд-во Наука, 1989.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Книга 2. – М.: Наука, 1998.

4. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2003.

Наши рекомендации