Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. Гладких Ю.П. - 4 стр.

скорости движения электронов, однородное магнитное поле получают, размещая лампу в средней части соленоида
таким образом, чтобы ось соленоида была параллельна оси цилиндрического анода. В этом случае, при пропускании
по обмотке соленоида тока Iс магнитное поле, возникающее в кольцевом пространстве между анодом и катодом,
искривляет прямолинейную траекторию движения электронов. По мере увеличения тока соленоида Iс и,
следовательно, величины магнитной индукции B, радиус кривизны траектории движения электрона будет
уменьшаться. Однако, при небольших значениях магнитной индукции B все электроны, ранее достигавшие анода (при
B = 0) будут по-прежнему попадать на анод, а миллиамперметр фиксировать постоянное значение анодного тока Iа. При
некотором так называемом критическом значении магнитной индукции (Вкр), электроны будут двигаться по
траекториям, касательным к внутренней поверхности цилиндрического анода, т.е. уже перестанут достигать анода, что
приводит к резкому уменьшению анодного тока и его полному прекращению при значениях В > Вкр (рис. 4)




                                                б
                                                          а




                             Рис.4 Влияние магнитного поля на траекторию движения
                                электрона и сбросовая характеристика магнетрона


    Вид идеальной зависимости Iа =f(B), или так называемой сбросовой характеристики, показан на рис. 4
штрихпунктиром (а). На этом же рисунке схематично показаны траектории движения электронов в пространстве
между анодом и катодом при различных значениях индукции магнитного поля В.
С учетом, что rk<< ra при критическом значении индукции магнитного поля
выражение(13) перепишется следующим образом:

                        e   8U
                          = 2 a2                                                                   (14)
                        m ra Bкр
    Для соленоида конечной длины значение критической индукции магнитного поля в центральной его части
    следует рассчитывать по формуле
                        μ 0 (I c )кр N
                Bкр =                    ,                                                         (15)
                          4 R 2 + L2
    где μ0 – магнитная постоянная, равная 4π•10-7 Гн /м; N - число витков соленоида; L, R – длина и среднее значение
    радиуса соленоида; (Ic)кр - ток соленоида, соответствующий критическому значению магнитной индукции.
    Подставляя Вкр в (14) получаем окончательное выражение для удельного заряда электрона
                e 8U a (4 R 2 + L2 )
                 =                                                                                 (16)
                m μ 0 ra2 (I c )2кр N 2

     Поскольку согласно (15) B ~ IС, то опыт сводится к снятию сбросовой характеристики, т.е. зависимости анодного
тока от тока соленоида Ia = f(Ic).
     Необходимо отметить, что в отличие от идеальной сбросовой характеристики (рис. 4, а), реальная характеристика
имеет менее крутую падающую часть (рис. 4, б). Это объясняется тем, что электроны испускаются нагретым катодом с
различными начальными скоростями. Распределение электронов при термоэмиссии по скоростям близко к
известному закону распределения Максвелла молекул по скоростям в газе.