Научно-образовательный портал: originweb.info: Лабораторная работа № 2-11
Лабораторная работа № 2-11
Целью данной работы является определение удельного заряда электрона, т.е. отношения 
.
Для этого используется помещенная в магнитное поле электронная лампа с цилиндрическим анодом, по оси которого проходит катод (диод 2Ц2С).
Лампа помещается внутри длинного соленоида, так что магнитное поле соленоида параллельно катоду, причем вектор скорости электронов и вектор
магнитной индукции соленоида взаимно перпендикулярны,
поэтому электроны будут двигаться в плоскости перпендикулярной (рис.40).
Крестик показывает, что вектор направлен перпендикулярно чертежу (от нас).
Для сообщения электронам постоянной по величине скорости движения, в данной работе положительный потенциал подается на анод. Электрон, вылетев
из катода, движется в электрическом поле "анод-катод" ускорено. Для определения скорости электрона используется закон энергии, при движении
электрона в вакууме, вся работа сил электрического поля еU идет на увеличение кинетической энергии электрона:
где UC - разность потенциалов между сеткой и катодом. Отсюда
Подставляя (11-11) в формулу (11-7) и учитывая, что q = е, получим
Откуда следует, что при заданном напряжении, радиус R пропорционально 1/В. Зависимость траектории электрона от индукции магнитного поля В
показана на рис.41.
Из формулы (11-12) видно, что для каждого значения UC существует некоторое критическое значение магнитной индукции В0,
при котором траектория электронов как раз касается поверхности анода (рис.41а). При В = В0 радиус траектории R = Ra/2,
Ra – радиус цилиндрического анода. Электроны при этом практически не попадают на анод, ток через лампу (Ia) резко падает.
Зависимость анодного тока от магнитной индукции В изображена на рис.41b.
Подставив в формулу (11-12) R = Ra/2 получим расчетную формулу для удельного заряда:
где магнитную индукцию поля соленоида (в системе СИ) находят по формуле:
Здесь N - число витков катушки соленоида; l - длина соленоида; μ0 - магнитная постоянная; μ - относительная магнитная проницаемость;
К - поправка на неоднородность магнитного поля получается практическим путем (теоретическая формула пригодна лишь для бесконечно длинного
соленоида); IC - критическое значение тока, соответствующее В. Ток IC в катушке, соответствует спаду Ia в анодной цепи. Так как установить
момент исчезновения анодного тока трудно, то для определения IC строят график зависимости Ia = f(IC). График имеет резко спадающую часть участок
а—а1 (рис.42). Продолжая прямую а—а1 до пересечения с осью абсцисс находят IC.
Наша кнопка:
Книги