Порядок виконання роботи
1. Зібрати експериментальну установку згідно з рис.2. За допомогою відповідної ручки управління випрямляча ВУП-2 встановити напругу, яка забезпечує проходження струму в анодному колі.
При зміні величини анодного струму перемикач прибору М-95 повинен бути виставлений у положення, при якому номінальний показник приладу дорівнює 10мкА.
2. За допомогою ручки на передній панелі випрямляча ВС-24М змінити величину стримуючої напруги від 0 до 10 В. Величину від 0 до 1,5 В змінюють через 0,3 В; від 1,5 до 3 В – через 0,5В; від 3 до 10 В – через 1 В.
Для кожного значення стримуючого потенціалу записується струм. Подібного роду заміри зробити три рази.
3. Виміряні результати занести до табл.1 та визначити середнє значення величини анодного струму Ia, побудувати графік залежності (10) (див. рис.3).
(10)
Рис.3
Таблиця 1
U3, В |
0 |
0,8 |
0,5 |
0,81 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
7,0 |
Ia, мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Графічно про диференціювати функцію (10) та побудувати графік функції (11) на міліметрівці (див. рис. 4).
(11)
Рис. 4
Для
побудови графіка на рис. 3 і 4 у кожній
точці кривої провести дотичну та
визначити тангенс кута нахилу кривої,
створеного дотичною та горизонтальною
лініями - це і буде
.
Відповідно до теорії, похідна
з точністю до постійної буде збігатися з формулою розподілу Максвелла.
Для перевірки цього ствердження необхідно порівняти отриману криву з теоретичною кривою розподілу Максвелла, графік якої приведений на рис.1.
При цьому необхідно враховувати, що порівнювані криві побудовані в різних масштабах. Тому необхідно зробити норміровку змінних для отриманої функції як за віссю абсцис, так і за віссю ординат.
Значення
за віссю абсцис
норміруються до одиниці для того значення
,
де функція має максимум.
Значення функції (11) за віссю ординат норміруються до значення 0,84 у точці екстремуму.
Вибір такої норміровки для (11) обумовлений тим, що в літературі звичайно наводяться числові дані для функції розподілу Максвелла, записаної у вигляді:
.
Якщо
швидкість вимірювати у відносних
одиницях
,
то при U = 1
- n
приймає значення, рівне 0,84. Результати
занести в таблицю.
Контрольні питання
1. При яких припущеннях справедливий розподіл Максвелла за швидкостями?
2. Чому дорівнюють значення середньої арифметичної швидкості, середньої квадратичної швидкості, найбільш ймовірної швидкості для молекул ідеального газу?
3. Які існують експериментальні методи для перевірки розподілу Максвелла?
Лабораторна робота №11 визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини за методом стокса
Прилади: прилад Стокса, вимірювальний мікроскоп, секундомір, кульки малого діаметра.