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

50 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

40295. Обссесии 24.5 KB
  Занимают все время больного не дают сосредоточиться.
40296. Острые алкогольные психозы 35.5 KB
  Гипнагогический делирий ограничивается многочисленными яркими в ряде случаев сценоподобными сновидениями или зрительными галлюцинациями при засыпании и закрывании глаз. Гипнагогический делирий фантастического содержания называют гипнагогическим ониризмом. Делирий без делирия возникает остро. Делирий длится 1 3 дня.
40297. Параклинические методы исследования 36 KB
  Методы психологического исследования традиционно подразделяются на методы исследования психических процессов восприятия ощущения внимания памяти мышления и т. и методы исследования личности. Для исследования переключаемости внимания часто используется двухцветная таблица Горбова где изображены в случайном порядке черные числа от 1 до 25 и красные от 1 до 24.
40298. Параноидная форма шизофрении 38.5 KB
  В стереотипе развития бредовых синдромов в типичных случаях наблюдаются этап бреда не сопровождающегося галлюцинациями и явлениями психического автоматизма паранойяльный синдром этапы параноидного бреда синдром Кандинского Клерамбо и фантастического бреда парафренный синдром. Манифестация болезни проявляется развитием интерпретативного бреда с большей или меньшей степенью систематизации бредовых идей. При бредовом варианте параноидной шизофрении манифестный период болезни характеризуется формированием интерпретативного...
40299. Аналіз роботи підприємства, стану і перспектив розвитку міжнародної економічної діяльності на підприємстві 495 KB
  За таких умов підприємствам надані широкі права і можливості у реалізації своїх економічних інтересів, виборів способів організації виробництва, збуту продукції. При цьому підприємство виходить із власних ресурсних можливостей
40300. Показания к недобровольной госпитализации 32.5 KB
  Основания для госпитализации в психиатрический стационар в недобровольном порядке: Лицо страдающее психическим расстройством может быть госпитализировано в психиатрический стационар без его согласия или без согласия его законного представителя до постановления судьи если его обследование или лечение возможны только в стационарны условиях а психическое расстройство является тяжелым и обусловливает: а его непосредственную опасность для себя или окружающих или б его беспомощность то есть неспособность самостоятельно удовлетворять основные...
40301. Показания к помещению и выписке 29 KB
  Основания для госпитализации: 1 Основаниями для госпитализации в психиатрический стационар являются наличие у лица психического расстройства и решение врача психиатра о проведении обследования или лечения в стационарных условиях либо постановление судьи. 3 Помещение лица в психиатрический стационар за исключением случаев предусмотренных статьей 29 настоящего Закона осуществляется добровольно по его просьбе или с его согласия. 4 Несовершеннолетний в возрасте до 15 лет помещается в психиатрический стационар по просьбе или с...
40302. ПОМРАЧЕНИЕ СОЗНАНИЯ 30.5 KB
  дезориентировка аллопсихическая амнестическая аутопсихическая бредовая ложные представления об окружающем соматопсихическая двойная ориентировка амнезия на период нарушенного сознания тотальная или частичная симптомы расстройства сознания: анозогнозия неузнавание или отрицание собственной болезни невозможность правильно оценить собственный дефект. СИНДРОМЫ ПОМРАЧЕНИЯ СОЗНАНИЯ Оглушение характеризуется повышением порога ко всем раздражителям и обеднением психической деятельности. ДЕЛИРИЙ это иллюзорногаллюцинаторное...
40303. Прогрессивный паралич 34 KB
  Неврологические симптомы: синдром Аргайла Робертсона отсутствие прямой и содружественной реакции зрачков на свет при сохранении реакции на конвергенцию и аккомодацию; сужение миоз реже расширение мидриаз зрачков их неравномерность анизокория и деформация. Формы: экспансивная маниакальная форма; эйфорическая форма; простая дементная; депрессивная форма; циркулярная форма. Стационарный паралич форма с особенно медленным течением.