Определение величины гиромагнитного отношения e/m электрона

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ

БЕЛАРУСЬ

Гомельский государственный технический университет

имени П.О.Сухого

Кафедра физики

Лабораторная работа № 2-10

Определение величины гиромагнитного отношения  электрона

Выполнил студент гр. Э-13                                                                  Колесников П.М.

Принял преподаватель

Курбатова Л.М.

г. Гомель, 2002

Лабораторная работа № 2-10

Определение величины гиромагнитного отношения  электрона

Цель работы: 1. Изучить законы определяющие движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях.

2. Определить величину гиромагнитного отношения  электрона.

Приборы и принадлежности: Панель с лампой «коаксиальный диод», катушки Гельмгольца, два источника питания УИП-2, соединительные провода и кабель.

Теоретическая часть

1.   В процессе движения частицы меняется величина и направление ее скорости. Рассмотрим ее движение на нескольких этапах, отличающихся величиной угла «α» между направление скорости частицы и радиальным направлением электрического поля. Величину скорости удобнее найти из закона сохранения энергии, выразив ее как функцию удаления от оси:

Сначала эта сила мала, но растет вместе с величиной скорости частицы, а потому при малых углах «α» растет и кривизна траектории, определяется из 2 закона Ньютона:

В итоге частица движется по сложной спирали, которая постепенно приближается к окружности, центр которой лежит на оси симметрии электрического поля.

2.  Выше приведен анализ движения показывает, что в заданных скрещенных полях частица не может выйти за пределы окружности некоторого радиуса, величина которого зависит от характеристики электрического и магнитного полей.

Изменяя магнитную индукцию поля можно уменьшить предельный радиус кривизны траектории и довести его заранее заданной величины.

Схема подключения:

Ход работы

1.     Измеряем ток соленоида, записываем его вместе с анодным током  лампы и все данные вносим в таблицу:

Ic,мА	30	99	155	190	210	220	230	240	250
Iа,мА	50	49	48	47	45	40	35	30	25

2.      Строим график I_а=f(I_c):

3.          По формула вычисляем величину удельного заряда электрона и критическое значение В_кр:

получаем

Вывод:  Изучили законы определяющие движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях. Определили величину гиромагнитного отношения  электрона.