- •Частина 1. Електрика.
- •Частина 2. Магнетизм.
- •Випадкові та систематичні похибки
- •Систематичні похибки.
- •Обробка результатів при непрямих вимірюваннях.
- •Лабораторна робота № 1 визначення невідомої величини опору за допомогою електровимірювальних приладів та містка уітстона
- •Вимірювання опору за допомогою амперметра та вольтметра.
- •Характеристики електровимірювальних приладів.
- •Метод Уітстона.
- •Порядок виконання роботи.
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Лабораторна робота № 3 виміРювання питомого заряду електрону по вольт-амперній характеристиці ненасиченого вакуумного діода
- •Экспериментальна установка
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Лабораторна робота № 4 вивчення температурної залежности опору металів та напівпровідників та визначення енергії активації
- •Експериментальна установка
- •Завдання.
- •Лабораторна робота № 5 визначення питомої електропровідності електролітів та її залежності від концентрації та температури
- •Е кспериментальна установка.
- •Завдання
- •Контрольні питання
- •Література
- •Лабораторна робота № 6 вивчення затухаючих коливань у коливальному контурі.
- •Експериментальна установка.
- •Завдання.
- •Контрольні питання
- •Література
- •Лабораторна робота № 7 вимушені коливання у коливальному контурі
- •Експериментальна установка.
- •Завдання
- •Контрольні питання
- •Література
- •Лабораторна робота № 8. Вивчення напівпровідникового діода
- •Експериментальна установка
- •Завдання
- •Контрольні питання
- •Література
- •Частина 2. Магнетизм. Лабораторна робота № 9 визначення питомого заряду електрона методом магнетрона
- •Експериментальна установка
- •Завдання
- •Контрольні питання.
- •Література.
- •Лабораторна робота № 10 визначення горизонтальної складової магнітного поля землі.
- •Завдання
- •Контрольні питання.
- •Література.
- •Лабораторна робота №11. Ефект холла у напівпровідниках.
- •1. Енергетичні зони.
- •2. Електронна та діркова провідність.
- •3. Власна та домішкова провідність.
- •4. Визначення концентрації носіїв заряду п та їх рухомості b.
- •5.Ефект Холла.
- •Експериментальна установка.
- •Завдання.
- •Дані для розрахунку.
- •Контрольні запитання.
- •Література.
- •Лабораторна робота № 12 дослідження намагнічування феромагнетиків за допомогою осцилографа
- •Експериментальна установка
- •Завдання
- •Контрольні запитання
- •Література
- •Лабораторна робота № 13 експерементальна перевірка закона кюрі - вейса
- •Експериментальна установка
- •Завдання
- •Контрольні запитання
- •Література.
Експериментальна установка
Рис. 9.4. Схема експериментальної установки.
Схема експериментальної установки на базі двохелектродної лампи Л з циліндричним анодом, спеціально виготовленої з немагнітних матеріалів приведена на рис. 9.4. Анод лампи складається з трьох металевих циліндрів однакового діаметру. Два крайніх циліндра, електрично ізольовані від середнього невеликими зазорами. Це використовується для компенсації крайових ефектів на торцях середнього циліндру, струм з якого вимірюється. Замість катоду використовується тонкий (діаметром 50 мкм) добре натягнутий вольфрамовий дріт, розташований по осях всіх трьох циліндрів анодної системи. Катод лампи розігрівається струмом від стабілізованого джерела струму. З цього джерела на анод лампи подається стала напруга (12-120В), яка регулюється за допомогою потенціометра та вимірюється вольтметром.
При вимірюваннях лампу вставляють у соленоїд. Струм, який проходить через соленоїд, вимірюється амперметром А. Індукція магнітного поля у соленоїді розраховується по струму, який протікає через обмотку соленоїду. Залежність індукції магнітного поля від струму соленоїда визначається таким чином. По визначенню, індуктивність дорівнює:
L = Ф / I, (9.13)
де - Ф = NBS - повний потік магнітної індукції;
N - кількість витків;
S - площа витка;
I - струм через соленоїд.
З другого боку, індуктивність соленоїду можна знайти за виразом
L = 0N2S / l, (9.14)
де l - довжина соленоїду.
З (9.13) та (9.14) можна отримати
B = 0NI / l (9.15)
Данні для обчислення: N = 2500, l = 168 мм, ra = 3 мм, 0 = 410-7 Гн/м, = 1
Завдання
Увімкнути джерело струму лампи. Встановити на аноді лампи потенціал Ua=40В. Зняти залежність анодного струму Ia від індукції магнітного поля В у соленоїді.
Зняти таку ж залежність Ia=Ia(B) для 5-6 фіксованих значень Ua у діапазоні 40-120 В.
Використати отримані результати для накреслення сімейства кривих Ia(B). По графіку для кожного значення Ua визначити критичне значення індукції магнітного поля Bkp.
Накреслити на графіку залежність Bkp2 від Ua. По кутовому коефіцієнту отриманої прямої визначити питомий заряд електрону e/m.
Дані вимірювання занести в таблицю:
|
Uан.=40 В |
Uан.=60 В |
Uан.=80 В |
Uан.=100 В |
Uан.=120 В |
Ісол. |
Іан.(А) |
Іан.(А) |
Іан.(А) |
Іан.(А) |
Іан.(А) |
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 |
|
|
|
|
|
Контрольні питання.
Які сили діють на електрон у експериментальній установці по визначенню питомого заряду електрону за допомогою методу «магнетрона»?
Як описується рух електрону в двохелектродній лампі в площині, перпендикулярній катоду при вимірюванні відношення e/m?
Яким чином описується радіальний рух електрону в двохелектродній лампі у «методі магнетрона»?
Який вигляд траєкторії електронів при B < Bkp, B = Bkp, B > Bkp в магнетроні?
Як визначається відношення e/m в «методі магнетрона»?
По якій траєкторії рухається заряд в магнітному полі при довільному напрямку початкової швидкості?