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

48 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

43764. ОСНОВИ ДИСЦИПЛІНИ "СТРАХОВІ ПОСЛУГИ" 40 KB
  Страхування не може вважатися зайвим як для найбільш багатих так і для найбільш бідних верств населення; чим бідніші учасники тим ціннішим має бути страхування. Разом із тим в сучасних умовах при здійсненні процесу страхування застосовується страхова термінологія. Вперше її створили італійські купці страхування ssurzioni ризик risigo премія ргаеmіа поліс polliz . Наприклад термін страхова сума визначається у літературі та законодавстві як: сума в межах якої згідно з договором страхування страховик несе...
43765. СТРАХОВІ ПОСЛУГИ ТА ОСОБЛИВОСТІ ЇХ РЕАЛІЗАЦІЇ 100 KB
  Сутність та характерні ознаки страхових послуг. Класифікація страхових продуктів. Значення маркетингу в основній діяльності страхових компаній. Реалізація страхових послуг.
43766. ПОРЯДОК УКЛАДЕННЯ ДОГОВОРУ СТРАХУВАННЯ ТА ЙОГО ЕЛЕМЕНТИ 71 KB
  Сутність та порядок укладання договору страхування Вирішення суперечок та припинення дії договору страхування Сутність та порядок укладання договору страхування Договір страхування є правовим документом який опосередковує процес надання страхової послуги страховиком страхувальникові.
43767. Системи автоматичного управління 492.08 KB
  Тимчасові характеристики динамічного ланки являють собою залежність вихідного сигналу системи від часу при подачі на її вхід деякого типового впливу. Зазвичай виконується аналіз виходу системи на одиничний стрибок (функція Хевісайда) та імпульсну функцію
43768. Развитие творчества младших школьников на уроках технологии при работе с бумагой на основе сказочных текстов 10.67 MB
  В соответствии с проблемой целью предметом исследования определены следующие задачи: Изучить и проанализировать психолого-педагогическую литературу по развитию творчества; Рассмотреть особенности развития творчества у младших школьников; Определить наиболее эффективные методы и приемы обучения детей младшего школьного возраста с использованием сказочной литературы и бумаги; Выявить отношение младших школьников к урокам труда; Определить творческие задания на уроках технологии для младших школьников. Изготовление игрушек поделок из...
43769. Действующий порядок исчисления и уплаты НДС, пути его совершенствования в Российской Федерации на примере УФНС России по Республике Марий Эл 336.76 KB
  Теоретические основы применения налога на добавленную стоимость Сущность роль и особенности НДС Характеристика основных элементов налога на добавленную стоимость Изменения налогового законодательства относительно Налога на добавленную стоимость в 2012 году Действующий порядок исчисления и уплаты НДС пути его совершенствования в Российской Федерации на примере УФНС России по Республике Марий Эл Международный опыт взимания НДС Анализ исчисления и уплаты НДС в республике Марий Эл
43770. Рентабельность перевозок ООО «Тир Транс» 324.85 KB
  Из приведенной формулы следует что рентабельность перевозок зависит от изменения двух факторов: реализации на рубль производственных фондов; прибыли на рубль реализации. Изменение рентабельности за счет влияния фондоотдачи с одного рубля производственных фондов равно: Δ Rпд = РП1 ОФ1 МС1БП0 РП0 РП0 ОФ0 МС0БП0 РП06 Изменение рентабельности производственной деятельности за счет влияния уровня рентабельности реализованной продукции равно: Δ Rпд = РП1 ОФ1 МС1БП1 РП1 РП1 ОФ1 МС1БП0 РП07 Необходимо отметить...
43771. Технология и организация приготовление банкетных горячих блюд из баранины 426.87 KB
  Сначала мясо ели сырым потом начали жарить на огне варить тушить. С тех давних времен изменились не только рецепты и технологии приготовления мясных блюд и изделий изменилось само мясо. Мясо является важным источником энергии в питании человека. Также мясо содержит биологически активные вещества витамины гормоны ферменты и вещества не используемые организмом в процессах жизнедеятельности так называемые неалиментарные вещества.
43772. Создание библиотеки строительных элементов для САПР учебного процесса ГБОУ СПО НСО «НППК» 7.29 MB
  Разработке проекта предшествует анализ проектной ситуации, включающий изучение исходных условий проектирования – социально экономических и технических требований, градостроительного и природного окружения, природно-климатических и гидрогеологических характеристик местности.