Описание метода эксперимента

За время полета электронов они поворачиваются

на угол :  ,

который не зависит от скорости .

На экране осциллографа в этом случае линии развертки поворачивается на этот угол  . Измерение:

tg  =  /  (8.13)

позволяет найти удельный заряд электрона из соотношения:

(8.14)

По закону сохранения энергии :

, (8.15)

откуда выразим V₀ :

. (8.16)

Подставим (8.16) в ( 8.15 ), получим :

, (8.17)

где ₀  = B, _     ^ Гн / м,

N - число витков соленоида,

I - ток в соленоиде,

U_z  1.25 10³ В.

Обозначим постоянную величину :

. (8.18)

Ее определяют индивидуально для каждой установки. Окончательно получаем:

. (8.19)

1) Катод; 2) Управляющая сетка; 3) Пластины горизонтальной развертки; 4) Экран; 5) Соленоид.

Для изучения силы Лоренца на клеммы МП, обозначающие выводы соленоида, на боковой поверхности осциллографа, подают напряжение, с источника постоянного тока (0÷7В) включая последовательно с соленоидом мультиметр для измерения силы тока. При протекании электрического тока по соленоиду, возникающее магнитное поле действует на электроны, если они имеют отличную от нуля составляющую скорости, перпендикулярную оси соленоида V_x с силой:

F= eBV_x..

Величина V_x задается пилообразным напряжением развертки луча осциллографа, подаваемым на пластины горизонтального отклонения 3 (рис.8.4). Электроны испускаются накаленной нитью 1 (катод) и ускоряются напряжением сетки 2. Так как ускоряющая разность потенциалов U_z  1.25 10³ В много больше напряжения на отклоняющих пластинах U₀  100 В, можно считать, что продольная скорость у всех электронов в данный момент одинакова. Электроны с разными поперечными скоростями в разные моменты времени по развертке попадают в разные точки экрана и создают изображение прямой линии вдоль оси X. При включении поля электроны двигаются по спирали.

Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую схему: подключить мультиметр в режиме измерения силы тока последовательно с соленоидом (1 клемма соленоида расположена на боковой стороне осциллографа, а 2- земля) к источнику постоянного тока 0  7 В.

2. Включить ток через обмотку соленоида и наблюдают наклон горизонтальной развертки луча осциллографа. Меняя полярность источника тока, меняется угол наклона луча на противоположный, что свидетельствует о векторном характере силы Лоренца.

3. При нескольких значениях тока I рассчитывают угол  по формуле (8.13), замеряя X и Y ( не менее 5 раз ) и заносят результат в таблицу.

Таблица

№ п/п	2х ( мм)	Y(мм )	 (град)	I(А)	e/m (Кл/кг)	e/m (Кл/кг)	Ee/m %
1
2
3
4
5
Среднее значение

4. Рассчитать значение по формуле (8.19), используя значениеК, вычисленного по формуле (8.18), где N – число витков соленоида (спросить у преподавателя).

5. Вычислить значение абсолютной и относительной ошибки

измерения e/m.