Удельный заряд электрона. Козлов В.И - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

накала диода 3Ц18П нужно всего 3,15 В. На анод лампы напряжение подается с выхода
источника питания.
Питание соленоида L осуществляется от специального источника постоянного
тока. Сила тока через соленоид регулируется ручками, расположенными на лицевой
чтороне источника постоянного тока. Сила тока соленоида измеряется амперметром.
Подготовка установки к работе. Сборка схемы производится в следующем
порядке: цепь накала лампы, анодная цепь, цепь питания соленоида. До включения
источников тока убедиться в том, что все регуляторы выходных напряжений находятся в
положении, соответствующем минимуму. Включить источники питания в сеть, и после
прогрева в течение примерно 5 минут приступить к измерениям.
Упражнение 1. Проверка закона “трех вторых” и определение удельного
заряда электрона.
Снять зависимость силы тока диода I от анодного напряжения U
a
, изменяя
напряжение от нуля до 90 вольт.
Представить графически зависимость I(U
a
3/2
). Крутизна наклона прямой линии,
которую можно провести по экспериментальным точкам, содержит информацию об
отношении e/m. Действительно (см. ф-лу (1)),
21
0
23
9
28
=
∆
∆
m
e
r
l
U
I
a
π ε
, (5)
откуда
2
0
2
23
28
9
∆
∆
=
a
r
l
U
I
m
e
π ε
. (6)
Упражнение 2. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона.
Включить ток через соленоид I
c
. Снять 2–3 зависимости I =f(I
c
) при разных
анодных напряжениях (например, при U=90 В, 60 В, 40 В). Представить эти зависимости
графически. На каждой из полученных кривых отметить индукцию B
крит
, при которой
анодный ток начинает уменьшаться, подставить эти значения индукции в формулу (3).
Контрольные вопросы
1. Сформулировать закон “трех вторых”. При каких условиях он выполняется?
2. Почему ток диода должен быть далек от насыщения?
3. Как объемный заряд влияет на распределение потенциала в пространстве между
анодом и катодом?
4. Каково распределение электрического и магнитного полей в диоде, помещенном
внутрь соленоида?
5. Какие траектории описывает электрон при разных индукциях магнитного поля ?
6. Чему равно отношение e/m в системе единиц СИ?
7. Нарисовать электрическую схему установки. Объяснить порядок действий при
измерениях. Перечислить основные правила техники безопасности при работе на
установке.
8. Какова точность приборов, используемых на установке?
9. Чем вызвано “размазывание” спада аноджного тока диода при увеличении индукции
магнитного поля?
5
                                          5
накала диода 3Ц18П нужно всего 3,15 В. На анод лампы напряжение подается с выхода
источника питания.
      Питание соленоида L осуществляется от специального источника постоянного
тока. Сила тока через соленоид регулируется ручками, расположенными на лицевой
чтороне источника постоянного тока. Сила тока соленоида измеряется амперметром.

      Подготовка установки к работе. Сборка схемы производится в следующем
порядке: цепь накала лампы, анодная цепь, цепь питания соленоида. До включения
источников тока убедиться в том, что все регуляторы выходных напряжений находятся в
положении, соответствующем минимуму. Включить источники питания в сеть, и после
прогрева в течение примерно 5 минут приступить к измерениям.

         Упражнение 1. Проверка закона “трех вторых” и определение удельного
                                 заряда электрона.
      Снять зависимость силы тока диода I от анодного напряжения Ua, изменяя
напряжение от нуля до 90 вольт.
      Представить графически зависимость I(Ua3/2). Крутизна наклона прямой линии,
которую можно провести по экспериментальным точкам, содержит информацию об
отношении e/m. Действительно (см. ф-лу (1)),
                                                    12
                         ∆I     8 2π ε 0 l  e 
                           32
                              =                        ,                      (5)
                        ∆U        9      ra  m 

      откуда
                                    2                    2
                        e  ∆I        9       l 
                         =                       .                          (6)
                                    8 2π ε 0 ra 
                                      
                               32
                        m  ∆U

      Упражнение 2. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона.

      Включить ток через соленоид Ic. Снять 2–3 зависимости I =f(Ic) при разных
анодных напряжениях (например, при U=90 В, 60 В, 40 В). Представить эти зависимости
графически. На каждой из полученных кривых отметить индукцию Bкрит, при которой
анодный ток начинает уменьшаться, подставить эти значения индукции в формулу (3).

                                  Контрольные вопросы

1. Сформулировать закон “трех вторых”. При каких условиях он выполняется?
2. Почему ток диода должен быть далек от насыщения?
3. Как объемный заряд влияет на распределение потенциала в пространстве между
   анодом и катодом?
4. Каково распределение электрического и магнитного полей в диоде, помещенном
   внутрь соленоида?
5. Какие траектории описывает электрон при разных индукциях магнитного поля ?
6. Чему равно отношение e/m в системе единиц СИ?
7. Нарисовать электрическую схему установки. Объяснить порядок действий при
   измерениях. Перечислить основные правила техники безопасности при работе на
   установке.
8. Какова точность приборов, используемых на установке?
9. Чем вызвано “размазывание” спада аноджного тока диода при увеличении индукции
   магнитного поля?

Страницы