Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. Гладких Ю.П. - 1 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

БГТУ им. Шухова | Белгород

Составители: 

Рубрика: 

Y
X
Z
0
B
E
0
ν
0
доц. Гладких Ю.П.
Лабораторная работа № 3-10: ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО
ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА
Студент группы
Допуск _ __
Выполнение _ Защита
Цель работы:
Ознакомиться с работой простейшего магнетрона двухэлектродной лампы (вакуумного диода) и измерить с
его помощью
удельный заряд электрона.
Приборы и принадлежности:
Двухэлектродная лампа 2Ц2С, соленоид, вольтметр для измерения анодного напряжения, миллиамперметр для
измерения анодного тока, миллиамперметр для измерения тока в соленоиде.
Теоретическое введение
Удельным зарядом электрона называется отношение заряда e электрона к его массе m. Существуют различные
методы определения e/m, в основе которых лежат результаты исследования движения электрона в электрическом и
магнитном полях. Один из них – метод магнетрона (М). Это название связано с тем, что применяемая в работе
конфигурация электрического и магнитного полей напоминает конфигурацию полей
в магнетронах.
Приборами типа М называют электровакуумные СВЧ приборы, в
которых движение электронов происходит в скрещенных электрическом и
магнитном полях. Для установления основных принципов работы таких
приборов рассмотрим движение элетрона в области пространства, где
созданы однородные и постоянные электрическое и магнитное поля с
напряженностью E
0
и индукцией В соответственно. Векторы Е
0
, В и вектор
начальной скорости ν
0
электрона взаимно перпендикулярны (рис.1, плоские
электроды). В произвольной точке движения электрона на него со стороны
электрического поля действует сила
ЕеF
эл
r
r
=
(1)
Со стороны магнитного поля на электрон действует сила Лоренца
BvеF
л
r
r
r
=
(2)
Результирующая сила при движении электрона в совместном электрическом и магнитном полях будет равна
BvеЕеF
r
r
r
r
+=
(3)
При выбранном положении системы координат E
x
= E
z
= 0, E
y
= E
0
, B
x
= B
y
= 0 , B
z
= B. Тогда уравнения движения
электрона можно записать как
Bеv
dt
xd
m
y
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
2
2
(4) 
    доц. Гладких Ю.П.

                  Лабораторная работа № 3-10: ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО
                     ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА

    Студент группы


    Допуск _                    __   Выполнение _                            Защита


            Цель работы:

          Ознакомиться с работой простейшего магнетрона двухэлектродной лампы (вакуумного диода) и измерить с
    его помощью удельный заряд электрона.

            Приборы и принадлежности:

          Двухэлектродная лампа 2Ц2С, соленоид, вольтметр для измерения анодного напряжения, миллиамперметр для
    измерения анодного тока, миллиамперметр для измерения тока в соленоиде.

                                                  Теоретическое введение

       Удельным зарядом электрона называется отношение заряда e электрона к его массе m. Существуют различные
    методы определения e/m, в основе которых лежат результаты исследования движения электрона в электрическом и
    магнитном полях. Один из них – метод магнетрона (М). Это название связано с тем, что применяемая в работе
    конфигурация электрического и магнитного полей напоминает конфигурацию полей в магнетронах.

                                                  Приборами типа М называют электровакуумные СВЧ приборы, в
                      Y                     которых движение электронов происходит в скрещенных электрическом и
                                            магнитном полях. Для установления основных принципов работы таких
                                            приборов рассмотрим движение элетрона в области пространства, где
                                            созданы однородные и постоянные электрическое и магнитное поля с
             E0                             напряженностью E0 и индукцией В соответственно. Векторы Е0, В и вектор
                                            начальной скорости ν0 электрона взаимно перпендикулярны (рис.1, плоские
                                            электроды). В произвольной точке движения электрона на него со стороны
                           ν0               электрического поля действует сила
                  0
        B                            X
                                            r      r
                                            Fэл = еЕ                                                (1)
Z
                                                 Со стороны магнитного поля на электрон действует сила Лоренца
    r     rr
    Fл = еv B                                                (2)

            Результирующая сила при движении электрона в совместном электрическом и магнитном полях будет равна


                            r    r rr
                            F = еЕ + еv B                                                            (3)

          При выбранном положении системы координат Ex = Ez = 0, Ey = E0 , Bx = By = 0 , Bz = B. Тогда уравнения движения
    электрона можно записать как
                               ⎛ d 2x ⎞
                            m ⎜⎜ 2 ⎟⎟ = еv y B                                                       (4)
                               ⎝ dt ⎠

Страницы