2519

Способы определение удельного заряда электрона методом магнетрона

Лабораторная работа

Физика

В пределах точности эксперимента электрон – стабильная частица. Характер движения и траектория заряженной частицы зависят не от ее заряда или массы в отдельности. Измеряя скорости и траектории частиц, движущихся в электрических и магнитных полях, можно определить величину и знак удельного заряда.

Русский

2013-01-06

48.15 KB

45 чел.

Белорусский Государственный Университет

Факультет Радиофизики и Электроники

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А № 1

Способы определение удельного заряда электрона методом магнетрона

Выполнила студентка

3 курса 8 группы

Максимова П.Д.

МИНСК 2009


Цель работы:
изучить движение электрона в электрическом и магнитном полях и определить удельный заряд электрона.

ТЕОРИЯ МЕТОДА

Электрон – первая из открытых элементарных частиц, носитель отрицательного элементарного заряда е = 1,610-19 Кл (4,810-10 ед. СГСЭ). Электрон самая легкая из всех заряженных частиц. Его масса mе  9,110-28г в 1836 раз меньше массы протона. В пределах точности эксперимента электрон – стабильная частица. Его время жизни, по крайней мере, не менее 21022 лет.

Под действием силы частица с массой m получает ускорение

Характер движения и траектория заряженной частицы зависят не от ее заряда или массы в отдельности, а лишь от отношения e/m. Величина e/m называется удельным зарядом частицы. Измеряя скорости и траектории частиц, движущихся в электрических и магнитных полях, можно определить величину и знак удельного заряда. На этой простой идее основываются многочисленные методы экспериментального определения удельного заряда электрона, в частности, метод магнетрона.

Сущность метода магнетрона заключается в том, что двухэлектродная электронная лампа с цилиндрическими коаксиальными катодом и анодом помещается в магнитное поле, создаваемое, например, соленоидом так, чтобы ось лампы совпадала с направлением магнитного поля. Направление электрического поля в этом случае будет перпендикулярно направлению магнитного поля.

(1)        

Если бы все электроны обладали одинаковыми скоростями, то при достижении критического магнитного поля ток через лампу прекращался бы сразу . Однако, поскольку электроны, эмитируемые катодом, характеризуются некоторым распределением по скоростям, то реальная кривая зависимости анодного тока от индукции магнитного поля (так называемая сбросовая характеристика) выглядит несколько иначе.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Схема установки для определения удельного заряда электрона представлена на рис. 3.

Электровакуумный диод 1Ц7С помещен внутрь соленоида так, что их оси совпадают. Для питания соленоида L используется регулируемый выпрямитель. Поскольку длина соленоида значительно больше длины анода лампы, то расчет магнитного поля можно проводить по формуле

(9)

где магнитная постоянная, равная 1,26·10–6 Г/м; п – число витков на единицу длины (указано на установке); IC – ток через соленоид, измеряемый амперметром А.

Напряжение на аноде лампы U устанавливается потенциометром R и измеряется вольтметром V, анодный ток IA регистрируется миллиамперметром mA.

Ход работы


Выполняем измерения при значении напряжении
U=90 В.

Ic

Ia

V

0

275

0

0,03

277

5

0,06

279

10

0,09

272

15

0,115

270

20

0,14

265

25

0,17

260

30

0,197

250

35

0,225

200

40

0,255

170

45

0,285

152

50

0,311

142

55

0,342

139

60

0,37

131

65

0,399

125

70

0,425

120

75

0,454

112

80

0,471

109

85

    

Вывод: В пределах точности эксперимента электрон – стабильная частица. Характер движения и траектория заряженной частицы зависят не от ее заряда или массы в отдельности. Измеряя скорости и траектории частиц, движущихся в электрических и магнитных полях, можно определить величину и знак удельного заряда. Выполняя измерения при U=90 В, видим, что критическое значение тока соленоида IС, кр= 0,06, так как максимум при анодном токе равна 279. исходя из формулы с помощью полученных данных определяем удельный заряд электрона.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33588. Налоги: сущность, виды, функции. Фискальная политика государства 88 KB
  Налоги: сущность виды функции. Прямые и косвенные налоги. Пропорциональные прогрессивные и регрессивные налоги. Федеральные налоги налоги членов федерации и местные налоги.
33589. Государственно-муниципальные финансы как элемент финансово-кредитной системы 52.5 KB
  Финансовая подсистема ФКС в свою очередь делится на: 1 централизованные финансы: государственный бюджет; внебюджетные фонды; государственный кредит; финансы государственных предприятий; государственное страхование; 2 децентрализованные финансы: финансы коммерческих предприятий и организаций; финансы некоммерческих организаций; финансы кредитных организаций; финансы страховых организаций; 3 финансы домашних хозяйств. Централизованные финансы представляют собой финансы государства и используются для регулирования...
33590. Организация как система. Организация и управления 35 KB
  Характеристики системы. Понятие системы управления. В зависимости от влияния на систему среды и наоборот различают открытые и закрытые системы. Примером закрытой системы является натуральное хозяйство.
33591. Законы организации 39.5 KB
  Законы организации. Закон – внутренняя существенная устойчивая связь явлений обусловливающая их необходимое развитие. Законы носят объективный характер и не зависят от сознания людей. Закон синергии.
33592. Социально-экономические и политические процессы: сущность, классификация, особенности исследования 37 KB
  Социальноэкономические и политические процессы: сущность классификация особенности исследования Социально – экономические и политические процессы. Управляемые социальноэкономические процессы. Социальноэкономические и политические процессы это изменения в обществе отображающиеся на его благосостоянии политической и экономической стабильности условиях безопасности и пр. Классификация социальных процессов Процессы функционирования обеспечивает воспроизводство качественного состояния объекта и процессы развития обуславливает...
33593. Методы исследования социально-экономических и политических процессов 52 KB
  Мыслительнологические методы исследования: дедукции индукции анализ методы классификации доказательства полемики и др. Специфические методы исследования. Методы экспертных оценок тестирования.
33594. Социологические исследования социально-экономических и политических процессов 42 KB
  Программа исследования: методологический и процедурный разделы. Социологические исследования обеспечивают сбор информации об изучаемом объекте раскрывают его характерные черты и тенденции развития формулируются выводы и рекомендации которые помогают руководителю в его должности. Теоретикоприкладные исследования цель которых содействие решению социальных проблем путем разработки новых подходов к их изучению интерпретации и объяснению более глубокому и всестороннему чем ранее.
33595. Методы прогнозирования и их роль в социальном управлении 69.5 KB
  Сущность этого метода состоит в актуализации творческого потенциала специалистов при мозговой атаке проблемной ситуации реализующей вначале генерацию идей и последующее деструирование разрушение критику этих идей с формулированием контридей. Третий этап генерация идей. Предсказывая описание метода ведущий концентрирует внимание участников на правилах проведения мозговой атаки: 1 высказывания участников должны быть четкими и сжатыми; 2 скептические замечания и критика предыдущих выступлений не допускаются; 3 каждый из участников...
33596. Социальное проектирование и его роль в управленческой деятельности 70.5 KB
  Социальное проектирование и его роль в управленческой деятельности Сущность социального проектирования. Цели и задачи социального проектирования. Объект субъект и предмет социального проектирования. Принципы социального проектирования.