mA |
|
|
ИП 3 |
ИП 2 |
ИП 1 |
V |
Рис.4. Электрическая схема установки
Выполнение работы
1.Включите источник питания ИП 2, задающий анодное напряжение Uа. Установите это напряжение
впределах (30…80 ) В.
2.Под наблюдением инженера включите источник ИП
1 и по встроенному в него амперметру установите значение тока накала, указанное на установке, но ни
вкоем случае не большее, так как это может привести к перегоранию катода (будьте,
пожалуйста, внимательны!). Через несколько минут катод прогреется, и анодный ток стабилизируется (перестанет меняться).
3.Включите источник питания соленоида ИП 3. Он должен работать в режиме стабилизации тока (горит лампочка в окошке "ТОК"). Увеличивая ток соленоида Iм, измерьте зависимость анодного тока Iа
от тока соленоида в диапазоне Iм = (10…250) мА. Для каждого измеренного значения Iм по формуле
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
|
B = B |
Iм |
|
|
Iа |
|
|
|
|
1 I |
|
|
|
|
|
||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
рассчитайте |
соответ- |
|
|
|
||||
ствующее |
значение |
|
|
|
||||
индукции |
магнитного |
|
|
|
||||
поля B, где B1 = 4,8 мТл, |
|
|
|
|||||
I1 = 100 мА (см. рис.3). |
|
|
|
|||||
Постройте график зави- |
|
|
|
|||||
симости |
Iа |
от |
B |
0 |
Bкр |
B |
||
("сбросовую" |
характе- |
Рис.5. Зависимость анодного |
||||||
ристику). |
Примерный |
|||||||
|
тока от магнитного поля |
|
||||||
вид |
этой |
зависимости |
|
|
||||
("сбросовая" характеристика) |
||||||||
приведен |
на |
рис.5. |
|
|
|
|||
Анодный |
ток |
резко |
|
|
|
|||
уменьшается в некотором диапазоне магнитных по- |
|
|||||||
лей, но спад тока не происходит скачкообразно при |
|
|||||||
B = Bкр , как это следует из теоретического анализа. |
|
|||||||
Можно указать несколько причин, приводящих к плавному, а не к ступенчатому уменьшению анодного тока. Это краевые эффекты, обусловленные
выходом силовых линий электрического поля из внутрианодного пространства через его основания, нестрогая коаксиальность катода и анода, неоднородность магнитного поля, недостаточно высокий вакуум в лампе, наличие начальных скоростей у термоэлектронов, неэквипотенци- альность катода и т.д. Строго учесть эти эффекты при теоретическом анализе непросто.
4.При экспериментальном определении Bкр по
сбросовой характеристике можно поступить следующим образом. По графику Iа (B) определим
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
два значения индукции магнитного поля Bmin и Bmax ,
которые ограничивают область резкого уменьшения анодного тока. Примем
Iа (Bmin ) = 0,8I0 , |
Iа (Bmax ) = 0,6I0 , |
|||
где I0 - анодный ток при B = 0 . Тогда |
||||
B = |
Bmax + Bmin |
± |
Bmax − Bmin |
. |
|
|
|||
кр |
2 |
2 |
|
|
"Граничные" значения |
0,8I0 и 0,6I0 взяты весьма |
|||
условно. Без тщательного анализа причин,
приводящих к сглаживанию сбросовой характеристики, более строго определить Bкр не удается.
5.По формуле (3) рассчитайте удельный заряд электрона, оцените погрешность найденного значения e/m. Радиус анода лампы, которая используется в работе, указан на установке.
6.Повторите измерения и расчеты еще для двух-трех значений анодного напряжения Uа.
7.Определите среднее значение удельного заряда электрона e / m и его погрешность.
Подготовка к работе
1.Физические понятия, величины, явления, знание
которых необходимо для успешного выполнения работы:
∙вектор индукции магнитного поля; вектор напряженности электрического поля; электрическое напряжение;
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com