135 fizikos laboratoriniai darbai

ELEKTRONO SPECIFINIO KRŪVIO NUSTATYMAS ( Tomsono būdu ) Sudentas Antanas Šegžda IF - 1/9 gr. Data: 2002 04 04 Dėstytoja: Jarmalavičiūtė Darbo užduotis. Panaudojant statmenai sukryžiuotus elektrinį ir magnetinį laukus, nustatyti elektrono specifinį krūvį. Teorinė dalis. „Elementarios” elektringos dalelės krūvio e santykis su jos mase m () vadinamas dalelės specifiniu krūviu. Šiame darbe elektrono specifinio krūvio modulis nustatomas, naudojant sukryžiuotus elektrinį ir magnetinius laukus, taip vadinamu Tomsono metodu. stiprumo elektrinis laukas elektroną veikia elektrine jėga . (1) Ji elektroną veikia vektoriui priešinga kryptimi. Greičiu judantis elektronas kuria magnetinį lauką, todėl išorinis indukcijos magnetinis laukas jį veikia Lorenco jėga . (2) Ši jėga yra statmena per vektorius ir išbrėžtai plokštumai. Dėl neigiamo daugiklio e, ji nukreipta priešingai negu sektų iš vektorinės sandaugos () taisyklės. Būdama statmena vektoriui , ji keičia tik judėjimo kryptį, nekeisdama modulio . Jei vektorius yra statmenas vektoriui , tuomet Lorenco jėga yra pati didžiausia ir jos modulis lygus . (3) Jėga yra įcentrinė ir jos veikiamas elektronas juda spindulio R apskrita trajektorija. Kai judančią elektringą dalelę vienu metu veikia elektrinis ir magnetinis laukai, Lorenco jėga vadiname jėgų geometrinę sumą. Darbe elektrono santykio nustatymui naudojamas elektroninis vamzdis. Jo elektroninės patrankos suformuotas greičio elektronų pluoštas patenka į Oy ašimi kreipiančias plokšteles (1 pav.). Kai tarp nuotoliu d nutolusių lygiagrečių plokštelių prijungta įtampa U, tai tarp jų yra stiprumo E = U/d elektrinis laukas. Jis elektroną veikia elektrine jėga ir Oy ašies kryptimi elektronui suteikia pagreitį . Dėl to šia kryptimi elektronas įgyja papildomą greičio komponentę ; (4) čia yra laikas, per kurį elektronas juda veikiamas plokštelių elektrinio lauko. Išlėkęs iš plokštelių veikimo zonos, jis toliau juda greičiu tiesiai ir tolygiai. Kaip matosi paveiksle nuokrypio kampo  tangentas . Į šią lygybę įrašę išraišką (4), gauname . (5) Šiame darbe elektrono pradinio greičio nustatymui, statmenai vektoriui sukuriamas tokio didumo ir krypties magnetinis laukas , kad elektroną veikianti Lorenco jėga kompensuotų jį veikiančią elektrinę jėgą . Tuomet jų moduliai būtų lygūs, t.y. . (6) Iš (5) ir (6) gauname, kad . (7) Elektroninio vamzdžio konstantos L,  ir d darbe yra duotos. Darbo aprašymas. Matavimo aparatūrą sudaro elektroninis vamzdis 1 su standartine elektronų spindulio formavimo sistema ir atlenkiančių spindulį elektrinio bei magnetinio laukų kūrimo grandinės. Elektrinio lauko kūrimo grandinė sudaryta iš reguliuojamo įtampos šaltinio 2 ir voltmetro 3 (2 pav.). Magnetinio lauko kūrimo grandinę sudaro dvi vienodos lygiagrečiai sujungtos ritės 4 ir 5, nuolatinės srovės šaltinis 6, kurio srovė keičiama ir matuojama jo skydelyje įtaisytu reguliatoriumi. 1. Įjungiame elektroninio vamzdžio maitinimo šaltinį. Palaukus, iki įkaista jo katodas, ekrane pasirodo šviesi dėmelė. Jei taip nėra, sukame rankenėles „Skaistis” ir „Židinys”. Gavę dėmelę, užrašome jos koordinates. 2. Įjungę ričių maitinimo šaltinį 6, parenkame jomis tekančios srovės stiprumą I1 tokį, kad elektronų pluoštelis pasislinktų apie 1/3 ekrano spindulio. Užrašome šį srovės stiprumą I1 ir poslinkio dydį kryptyje Oy. Pagal I1 iš gradavimo kreivės B = f (I), surandame ritės kuriamo magnetinio lauko indukcijos B1 didumą. 3. Įjungę kreipimo plokštelių įtampos šaltinį 2, parenkame tokį jo įtampos dydį ir poliariškumą, kad šviesi dėmelė būtų sugrąžinta į pradinę padėtį. Užrašome šią įtampą U1 . 4. Panaudodami išmatuotus dydžius B1 , U1 ir darbe duotas prietaiso konstantas L,  bei d, apskaičiuojame elektrono specifinį krūvį . 5. Matavimus ir skaičiavimus pakartoję dar dviem kitoms elektros srovės vertėms I2 ir I3 , apskaičiuojame vidutinę vertę. Matavimo ir skaičiavimų rezultatai: L = 1510-2 m ;  = 4,010-2 m; d = 1,010-2 m Nr. Ii , A yi , m Bi , T Ui , V (e/m)i , C/kg , C/kg 1 0,02 0,006 0,5 · 10-4 14 6 · 1011 5 · 1011 2 0,03 0,009 0,8 · 10-4 21 5 · 1011 3 0,04 0,012 1,1 · 10-4 28 5 · 1011 4 0,05 0,015 1,4 · 10-4 35 4 · 1011 5 0,06 0,018 1,6 · 10-4 42 5 · 1011 Išvada: dėl matavimo aparatūros konstrukcijos ypatumo darbe daroma gana didelė sisteminė paklaida, ir čia įvertinama dydžio tik eilė, o mano gauta reikšmė ( 5*1011 C/kg ) palyginti nedaug skiriasi nuo tikrosios elektrono specifinio krūvio reikšmės ( 1,7 * 1011 ).

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!