Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
7
Добавлен:
13.02.2015
Размер:
63.49 Кб
Скачать

Лабораторная работа ЭМ7

«Определение удельного заряда электрона методом магнитной фокусировки»

Выполнила студентка группы О-23 Irma Dyon

Цель работы:

  1. Изучение движения заряженных частиц (электронов) в электрическом и магнитном полях;

  2. Экспериментальное определение удельного заряда электрона с помощью компьютерной модели.

Схема установки:

Здесь: НВ и ВВ – низковольтный и высоковольтный выпрямители, К – ключ, R – реостат, А – амперметр, П – переключатель, С – соленоид, ЭЛТ – электронно-лучевая трубка.

Схема электронно-лучевой трубки:

Здесь: 1 – нагреватель, подсоединённый к одному из выходов ВВ, 2 – катод, 3 – модулятор, 4 – первый анод (3 и 4 – для регулирования яркости и фокусировки пучка электронов), 5 – анод, 6,7 – потенциометры (измеряют подаваемые на модулятор отрицательный и положительный потенциалы), 8 – экран, 9,10 – вертикальные и горизонтальные пары пластин (для отклонения электронного пучка соответственно в горизонтальном и вертикальном направлениях).

UH – напряжение накала, снимаемое с выхода ВВ; Ua – анодное напряжение,подаваемое ВВ, U – ускоряющая разность потенциалов между катодом и анодом, h0 – длина трубки от анода до экрана.

Расчётная формула:

Удельный заряд электрона

e/m=CU/I2 ;

C=const.=2 ∙ [2π/(μ0h0n)]2,

где I – «фокусирующий» ток, μ0 – магнитная постоянная, равная 4π ∙ 10-7 Гн/м2 , n – число витков на единицу длины соленоида.

Параметры установки:

Длина трубки от анода до экрана h0=0,250м

Диаметр проволоки соленоида d=8,6 ∙ 10-4м

Класс точности потенциометров Kv=2,5

Класс точности амперметра KA=1,0

Число витков на единицу длины n=1/d=1162,79

Константа

С=2 ∙ [2π/(4π ∙ 10-7Гн/м2 ∙ 0,25м ∙ 1162,79)]2=5,917 ∙ 108 Кл ∙ А2/(кг ∙ В)

Абсолютные погрешности приборов

ΔI= KA ∙ Imax=1,0 ∙ 3A=3A

ΔU= Kv ∙ Umax=2,5 ∙ 600B=1500B

Относительные погрешности приборов

δI= KA/100=0,025

δU= Kv/100=0,01

Эксперментальные и расчётные данные:

Обработка результатов измерений.

Среднее значение удельного заряда электрона

(e/m)ср= 176,702 ГКл/кг

Абсолютная приборная погрешность косвенного измерения

Δ(e/m)пр= (e/m)ср[(2δI)2+(δU)2]

Δ(e/m)пр= 9,01 ГКл/кг

Расчёт случайной погрешности:

Среднеквадратичная погрешность

Se/m= [∑Δ(e/m)2/(5(5-1))]

Se/m= 0,8935

Границы доверительного интервала случайной погрешности:

Δ(e/m)сл=tα(n) ∙ Se/m

tα(n)=2,6

Δ(e/m)сл= 2,323

Окончательные границы доверительного интервала:

Δ(e/m)= [{Δ(e/m)сл}2+{Δ(e/m)пр}2]

Δ(e/m)=9,305 ГКл/кг

Итого:

e/m=(176,702±9,305) ГКл/кг.

3

Соседние файлы в папке Работа ЭМ7 - Отчет - 2000