11919

Получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона

Лабораторная работа

Физика

1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ Цель работы получение вольтамперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона. При достаточно малых анодных напряжениях при кот. не достигается ток насыщения зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуумном...

Русский

2013-04-14

351 KB

9 чел.

1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ

Цель работы - получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона.

При достаточно малых анодных напряжениях (при кот. не достигается ток насыщения) зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуумном диоде описывается законом Богуславского-Ленгмюра

, где k=1,5,где величина С для диода с цилиндрическим анодом и катодом равна

Здесь =8,85.10-12 Ф/м,  – радиус анода,  – некоторый экспериментально подбираемый численный коэффициент.

Устройство простейшей электронной лампы, содержащей всего 2 электрода, показано на рисунке. В стеклянный баллон, из кот. выкачан воздух до давления порядка 10-5 Па, впаяно 2 металлических электрода: катод, представляющий собой тонкую вольфрамовую нить, и цилиндрический анод. Катод располагается вдоль оси симметрии анода. Заметим, что в некоторых лампах анод разделён на три секции. Наружные секции A называются охранными кольцами. Они имеют потенциал центральной секции A и служат для уменьшения рассеяния поля вблизи неё.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Для UH1=4,7 В:         

i

UR

UA

1

1.6

8.9

2

3.9

16.8

3

6.9

23.3

4

10.7

30.7

5

14.0

36.5

6

17.7

42.8

7

21.2

48.3

8

25.2

55.1

9

29.5

61.7

10

33.2

67.9

Для UH2=4,4 В:

i

UR

UA

1

1.7

9.0

2

3.8

16.0

3

7.0

23.3

4

10.1

29.9

5

13.7

36.3

6

17.6

43.8

7

20.9

49.2

8

24.4

56.2

9

28.5

63.3

10

31.5

70.1

3. РАСЧЁТЫ

Вычисляем значения анодного тока I, анодного напряжения UA и логарифмов этих величин:

Для UH1=4,7 В:

ln(I)

ln(Ua)

-10,9

0,7

-8,1

2,3

-7,2

2,8

-6,6

3,2

-6,3

3,4

-6,0

3,6

-5,8

3,8

-5,6

3,9

-5,4

4,0

-5,3

4,2

Для UH2=4,4 В:

ln(I)

ln(Ua)

 

-0,7

-8,1

2,2

-7,2

2,8

-6,6

3,2

-6,2

3,4

-6,0

3,6

-5,7

3,7

-5,5

3,9

-5,4

4,0

-5,2

4,1

Результаты округляются до десятых, так как по ним строится график зависимости ln(I)(ln(UA)).

По графику определяем:

Для UH1=4,7 В:

Ln(C)= -11,1                   K= 1,51          C=1,38*10-5

Для UH2=4,4 В:

Ln(C)= -11,4                   K= 1,55          C= 1,12*10-5

Средние значения:

Ln(C )= -11,25                K= 2,53          C= 1,25*10-5

Используя вышеприведённую формулу, рассчитываем удельный заряд электрона:

1,89*1011 ()

4. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Оценка погрешности для C как результата измерений.

а) Прямые измерения.

Величина  вычисляется по графику ln(I)(ln(UA)):

 

б) Косвенные измерения. 

Относительная погрешность  вычисляется по формуле:

 

Вывод: Значение погрешности объясняется главным образом неточностью измерения величины ln(C) по графику ln(I)(ln(UA)), то есть погрешность является случайной погрешностью прямых измерений.

5. РЕЗУЛЬТАТ

Табличное значение  составляет

Нами   получено  

        Видно, что табличное значение с учётом погрешностей попадает в экспериментально най   денный интервал.

Окончательный результат при aдов=0,95:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74960. Ознайомлення з художнім прийомом в живописі «пуантилізмом». Малювання рибки 36.5 KB
  МЕТА. Ознайомлення учнів з різноманітністю форм та забарвлення мешканців озер,річок, морів, океанів; ознайомити із художнім прийомом в живописі «пуантилізмом», формування навичок культури роботи з різними художніми матеріалами, виконання вправ на розвиток руки...
74961. Заняття з образотворчого мистецтва «Мандрівка до осіннього лісу» в 2 класі 40 KB
  Мета: учити дітей малювати листочки різними способами, робити відбитки природних матеріалів, досягти композиції шляхом правильного розміщення на площині, розвивати кольоровідчуття ока, образне мислення, уміння бачити красу й гармонію довколишнього світу...
74962. Світло і тіні. Замальовка «Рум’яне яблучко» 51 KB
  Мета: дати учням короткі відомості про світло, тінь, об’єм; продовжити знайомити учнів з виражальними засобами живопису; формувати вміння аналізувати та змішувати кольори; формувати образне, логічне та просторове мислення; стимулювати розвиток допитливості...
74963. Осінній натюрморт. Натюрморт як жанр образотворчого мистецтва. Зображення осіннього натюрморту з натури 91.5 KB
  Мета: Ознайомити учнів з різними видами і жанрами образотворчого мистецтва. Провести бесіду про один із жанрів - натюрморт. Вчити дітей малювати натюрморт, передаючи правильне розміщення, розмір, форму, пропорції і колір предметів.
74964. Математичний фестиваль 202.5 KB
  Зацікавити розум дитини, прищепити учневі смак, пристрасть до навчання, інтерес до предмета, активізувати і стимулювати розумову і пізнавальну діяльність, розвивати самостійність і творчість, логічне та образне мислення, математичну мову учнів, через гру інтерес до математики...
74965. Дорогу осилит идущий, а математику - мыслящий 212 KB
  В игре принимают участие 2 команды 9х классов: команда Радиус радостные активные дружные изобретательные умные смелые команда Фигура физически развитые инициативные грамотные умелые развеселые азартные. Команды приветствуют друг друга зрителей объявляя название и расшифровку обривиатуру...
74966. Фалес Мілетський – давньогрецький математик і філософ 277.5 KB
  Мета: ознайомити учнів з фактами біографії Фалеса Мілетського та його внеском у розвиток математики розвивати пізнавальну активність мову творче мислення память виховувати любов до математики. Обладнання: ілюстрації з зображенням Фалеса сонячного затемнення...
74967. Материки Землі 417 KB
  Мета. Продовжувати формувати уявлення про глобус, карту півкуль, уміння читати карту, працювати з нею; Розвивати просторові уявлення, вміння висловлювати свої думки, сформувати уявлення про материки, їх природні умови, особливості рослинного та тваринного світу...
74968. Берегите матерей своих 52.5 KB
  Стихотворение Мать и дети Кто вас детки крепко любит Кто вас нежно так голубит Не смыкая ночью глаз Всё заботится о вас Мама дорогая Колыбель кто вам качает Кто вас песней забавляет Или сказку говорит Кто игрушки вам дарит Мама золотая...