• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОГО ЗАРЯДУ ЕЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА

1. Теоретичні відомості.

Питомим зарядом електрона називається відношення заряду електрона до його маси . В даній роботі питомий заряд електрона визначається за допомогою магнетрона, який являє собою двоелектродну лампу з циліндричним анодом та прямолінійним катодом, яка знаходиться в магнітному полі (рис. 1). Катод (нитка розжарення) розташований вздовж осі циліндричного анода, внаслідок чого електричне поле лампи напрямлене вздовж радіусів анода. Лампа розміщена в середині соленоїда, який використовується для створення магнітного поля, напрямленого вздовж осі анода.

Електрони які вилітають з нагрітого катода, при відсутності магнітного поля ( =0 ) будуть рухатись під дією електричного поля лампи по радіальним траєкторіям від катоду до аноду (рис.2).Після включення струму соленоїда його магнітне поле буде діяти на рухомі електрони з силою :

, (1)

де – заряд електрона, –швидкість електрона, – індукція магнітного поля соленоїда. Ця сила (Лоренца) ,як видно з формули (1), завжди перпендикулярна до швидкості і тому буде викривляти траєкторії руху електронів (рис.2). По мірі зростання індукції магнітного поля кривизна траєкторії електронів буде збільшуватись. При досягненні деякого значення індукції більшість електронів не буде досягати до анода і по замкненим, майже коловим траєкторіям буде повертатись на катод. В цьому випадку анодний струм лампи різко зменшиться. При дальшому збільшенні індукції магнітного поля радіус кривизни траєкторії усіх електронів буде зменшуватись і відповідно анодний струм буде продовжувати плавно зменшуватись (рис.3).

Значення індукції магнітного поля соленоїда, при якому анодний струм найбільш різко зменшується, називається критичним значенням . Цьому значенню відповідає критичне значення сили струму у соленоїді.

Сила Лоренца, яка напрямлена перпендикулярно до швидкості руху електрона, є доцентровою силою :

(2)

Де - маса електрона, - швидкість електрона, - радіус кривизни траєкторії електрона.

Оскільки нитка катода значно тонша від анодного циліндра, то радіусом катода можна знехтувати у порівнянні з радіусом анодного циліндра. Таким чином, при критичному значенні індукції магнітного поля соленоїда радіус кривизни траєкторії електронів дорівнює :

, (3)

де - радіус циліндра анода (див. рис. 2).

Прирівнюючи праві частини формул (1) та (2) з врахуванням співвідношення (3) і то що , отримаємо:

. (4)

При переміщенні електрона від катода до анода за рахунок енергії електричного поля виконується робота , де - напруга між катодом та анодом. Згідно із законом збереження енергії :

,

звідки (5)

Підставивши (5) у (4), отримаємо формулу для визначення питомого заряду електрона:

. (6)

Критичне значення індукції магнітного поля можна знайти за формулою :

(7)

де - коефіцієнт, який залежить від форми та розмірів соленоїда, – магнітна стала, яка дорівнює Гн/м, - число витків соленоїда; – довжина соленоїда, – середнє значення радіусу соленоїда.

Якщо , то коефіцієнт для циліндричного соленоїда можна обчислити за емпіричною формулою:

= (8)

В даній роботі = 35мм, = 120мм і тому = 0,46.

2. Опис схеми установки

Принципова схема установки (рис.4) має три електричні кола: коло розжарення катода, анодне коло та коло соленоїда.

Коло розжарення складається з реостата ,амперметра ,катода та джерела напруги 6,3В. Анодне коло складається з потенціометра , вольтметра , міліамперметра , анода , катода та джерела постійної напруги. Соленоїд С, амперметр , реостат та джерело постійного струму складають коло соленоїда.

3. Порядок виконання роботи

1. Зібрати електричну схему згідно з рис.4.

2. Повзунки реостатів та встановити на максимальний опір.

3. Включити напругу струму розжарення. Після 1-2 хвилин прогріву катода реостатом встановити вказану викладачем силу струму в колі розжарення.

4. Включити анодну напругу і потенціометром встановити таке її значення, при якому анодний струм стане максимальним.

5. Включити струм у колі соленоїда. Змінюючи реостатом струм соленоїда через 0,1 і підтримуючи при цьому анодну напругу постійною, зняти покази міліамперметра до мінімального анодного струму.

6. Побудувати графік залежності . За графіком знайти , вибрати для цього точку на ділянці найбільш крутого спаду кривої (див. рис.4).

7. За формулою (7) обчислити , а потім за формулою (6) знайти питомий заряд електрона. Оцінити похибки вимірювань.

Переглядів: 5398