Определение удельного заряда электрона методом магнетрона (Отчет по лабораторной работе № 3)

министерство образования республики беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет
имени Франциска Скорины»

Физический факультет

Отчет по электричеству:

 Лабораторная работа №3.

Выполнили:                                           

студенты  группы ф-23                       Привалов С. и Бабарика Р.

Проверил:                                    Баранов Михаил Тихонович

Гомель 2005 г

Тема: определение удельного заряда электрона методом магнетрона.

Цель работы: изучить движение заряженных частиц в магнитном поле и измерить удельный заряд электрона методом магнетрона.

Приборы и принадлежности: кассета ФПЭ-03, источник питания, амперметр, цифровой вольтметр.

                                             3

                                                                                            

                                                5                                           РА

                        4

                                                8

                                   2

                                                9

   -         +                                                                 -         +

     24 В                        2,5-4,5В                              120 В                                  

                   Рис.1 Схема кассеты ФПЭ-03.

Основные формулы:

,где I²_кр-критическая сила тока соленоида,N-полное число витков, D-диаметр соленоида, L-длина соленоида, R_a-радиус анода.

Выполнение работы:

1.  Подключили к кассете ФПЭ-03 источник питания через специальный разъем, к клеммам РА кассеты подключили цифровой вольтметр  в режиме миллиамперметра.

2.  Потенциометрами на лицевой панели блока питания устанавливаем напряжение накала в пределах 3-5В, а напряжение анода в пределах (40-90)В.

3.   Реостатом блока питания постепенно увеличиваем силу тока соленоида  I_c (через 0,1А), отсчитывая по амперметру на лицевой панели блока питания; одновременно следим за уменьшением величины анодного тока I_A по миллиамперметру в цепи анода. Показания заносим в таблицу 1.

U_A =40B                   U_H =4.5B                                  Таблица 1.

Ic,A	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
Ia,мА	6.78	6.15	5.36	4.17	3.48	2.7	1.96	1.42	1.22	1.05	0.9	0.76
Ia,мА		0.63	0.79	1.19	0.69	0.78	0.74	0.54	0.2	0.17	0.15	0.14

В третью строку таблицы 1,записываем разность *I_a двух соседних отсчетов  анодного тока I_a  ,соответствующих двум соседним значениям  тока соленоида I_c.

   Величина *I_a характеризует крутизну уменьшения анодного тока под действием магнитного поля, создаваемого током соленоида. Наибольшая величина уменьшения анодного тока *I_a  соответствует критическому току I_кр.с , значение которого берется из первой строки таблицы 1.

4.Не изменяя напряжения накала ,для двух других значений напряжения анода повторить п.3 и результаты свести в таблицы 2,3.

U_A =50B                   U_H =4.5B                                  Таблица 2.

Ic,A	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
Ia,мА	9.5	8.75	7.7	6.58	5.33	4.4	3.39	2.42	1.9	1.73	1.43	1.23
*Ia,мА		0.25	1.05	1.12	1.25	0.93	1.01	0.97	0.52	0.17	0.3	0.2

      

U_A =60B                   U_H =4.5B                                  Таблица 3.

Ic,A	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
Ia,мА	12.81	11.8	10.9	9.6	8.06	6.87	5.65	4.35	3.13	2.62	2.24	2.0
Ia,мА		1.01	0.9	1.3	1.54	1.19	1.22	1.21	1.22	0.51	0.38	0.24

5.Изменяем, напряжение накала и повторяем измерения при трех различных напряжениях U_a. Результаты сводим в таблицы  4-6.

U_A =40B                   U_H =4.8B                                  Таблица 4.

Ic,A	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
Ia,мА	7.47	6.25	5.6	4.5	3.7	2.8	2.0	1.23	1.18	1.1	0.95	0.8
Ia,мА		1.22	0.65	1.1	0.8	0.9	0.8	0.77	0.05	0.15	0.08	0.15

           

U_A =50B                   U_H =4.8B                                  Таблица 5.

Ic,A	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
Ia,мА	9.5	8.48	7.84	6.79	5.49	4.72	3.53	2.57	2.02	1.74	1.46	1.26
Ia,мА		1.02	0.64	1.05	1.3	0.77	1.19	0.96	0.37	0.28	0.28	0.2

      

U_A =60B                   U_H =4.8B                                  Таблица 6.

Ic,A	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
Ia,мА	12.78	12.0	11.7	9.66	7.93	6.93	5.74	4.38	3.078	2.66	2.34	2.025
Ia,мА		0.78	0.3	2.04	1.73	1	1.19	1.36	1.3	0.41	0.32	0.31

  6.Построили для двух значений  напряжения накала графики зависимостей U_a=f(I_{кр с}) ,исходя из которых определяем U_а и  I_кр  как средние значения.

7.В формулу 1 подставили значения  U_а и  I_кр , а также другие постоянные и определили удельный заряд электрона l/m.Оценили погрешность измерения.

1.

Вывод: в ходе подготовки и выполнения работы изучили движение заряженных частиц в магнитном поле и измерили удельный заряд электрона методом магнетрона.