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

45366. Познавательный интерес. Его формирование и развитие. Активизация познавательного интереса при обучении информатике 37.5 KB
  Познавательный интерес. Активизация познавательного интереса при обучении информатике. Понятие познавательного интереса Формирование познавательных интересов в обучении.
45367. Методы обучения. Их многообразие и классификация. Специфичность методов обучения информатике 62 KB
  Методы обучения. Методы по логике передачи и восприятия учебной информации индуктивные дедуктивные 3. Методы стимулирования интереса 3. Методы стимулирования и активации долга и ответственности 3.
45368. Индивидуализация и дифференциация обучения. Формы и методы индивидуализации и дифференциации 24 KB
  Модели дифференциации: Модель потоков. Продвинутые средние низкие потоки Модель гибкого состава класса. Некоторые пары вместе Модель разнородных классов. Всё время разные дети на один предмет Интерактивная модель.
45369. Воспитательная система. Многообразие воспитательных систем 60.5 KB
  Многообразие воспитательных систем План Сущность воспитательной системы. Структура воспитательной системы. Этап становления Отработка содержания деятельности и структуры системы Завершающий Обновление и совершенствование системы Разнообразие воспитательных систем 4. Сущность воспитательной системы Воспитательная система – это упорядоченная совокупность компонентов взаимодействие и интеграция которых определяет наличие у школы способностей целенаправленно и эффективно содействовать развитию личности ребенка.
45370. Системы развивающего обучения 47.5 KB
  Системы развивающего обучения План Понятие и сущность развивающего обучения ЗАР ЗБР принципы структура Дидактическая система Л. Зонкова цель принципы методы формы результат Теория содержательного обучения и дидактическая система Эльконина и Давыдова цели требования к процессу обучения. Формы уроков методы результат Теория поэтапного формирования умственных действий Гальперина Талызиной цели 6 этапов Понятие и сущность развивающего обучения С 30г. В России начинается разработка дидактических систем развивающего...
45371. Сущность процесса обучения: его противоречия, функции, этапы 53.5 KB
  Сущность процесса обучения: его противоречия функции этапы. План Сущность обучения Особенности процесса обучения Закономерности процесса обучения Принципы процесса обучения общие спеуифические Противоречия процесса обучения перечисление противоречий задачи для их преодоления Функции обучения Образовательная Воспитательная Развивающая Этапы процесса обучения Живое созерцание Абстрактное мышление Практика Двусторонний характер обучения Процесс преподавания Процесс учения 1. Сущность обучения – то что...
45372. Многообразие форм организации обучения в школе. Психолого-педагогические требования к современному уроку 52.5 KB
  Многообразие форм организации обучения в школе. План Формы организации обучения. Критерии выбора форм организации обучения. Общие формы обучения Фронтальная форма Групповая Парная Индивидуальная.
45373. Педагогическая деятельность и педагогические взгляды В.А.Сухомлинского 38.5 KB
  Нравственное воспитание 6. Воспитание потребностей культура желаний 7. Трудовое воспитание 8. Другие идеи воспитание без наказаний зубрежка основа на эмоциональночувственной сфере 3 составные части воспитательного процесса.
45374. Место и роль государства в политической системе общества 47.01 KB
  Такая ситуация не может не влиять на природу действующих законов и подза конных актов которые порой могут между собой находиться в противоречии. Отсюда систематизация – это упорядочение нормативных актов приведение их в определённую систему. Выделяют такие виды систематизации как: 1 инкорпорация – форма систематизации путём объединения нормативных актов без изменения их со держания в сборник где каждый из актов сохраняет своё самостоятельное юридическое значение. На неофициальные инкорпоративные материалы нельзя ссылаться в процессе...