Rok akademicki
2004/05
Laboratorium z fizyki
Nr ćwiczenia:
51
Temat:
Pomiar ładunku właściwego e/m elektronu
Wydział: Budownictwo
Kierunek: .
Grupa: 2.2.4.B
Imię i nazwisko:
Joanna Świątek
Data wykonania
Ocena
Data zaliczenia
Podpis
T
S
1. Zasada pomiaru.
Doświadczenie nasze wykonujemy przy pomocy lampy oscyloskopowej umieszczonej w polu magnetycznym o indukcji B. Źródłem pola magnetycznego jest zwojnica. Na elektron wpadający do pola magnetycznego o indukcji B pod pewnym kątem do jego linii sił, działa siła odchylająca zwana siłą Lorentza :
Jeśli elektron porusza się prostopadle do linii sił pola, to siła Lorentza powoduje zakrzywienie toru elektronu, bez zmiany jego prędkości. Pod wpływem zmiany napięcia między katodą i anodą tor ruchu elektronu ulega coraz większemu zakrzywieniu. Znając wartość przesunięcia plamki światła na ekranie oscyloskopu możemy określić wartość ładunku właściwego e/m.
Pomiar polegał na wyznaczeniu odległości odchylenia wiązki elektronów w lampie oscyloskopowej umieszczonej w polu magnetycznym, a następnie na wykorzystaniu odpowiednich zależności matematycznych i fizycznych.
Stosunek ładunku elementarnego elektronu do jego masy obliczono z wzoru:
gdzie:
U [V] - napięcie katoda-anoda lampy
y [m] - wielkość odchylenia plamki
R [m] - promień zwojnicy
n - ilość zwoi
I [A] - natężenie prądu w zwojnicy
l [m] - odległość anoda-ekran
2. Schemat układu pomiarowego.
gdzie: r - promień krzywizny elektronu
l - odległość anoda - ekran
y - wielkość odchylenia plamki
A - anoda
K - katoda
3. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów.
W ćwiczeniu użyto następujących przyrządów:
- zasilacz wysokiego napięcia
- zasilacz niskiego napięcia
- zwojnicę
- lampę oscyloskopową z układami korekcji kształtu plamki
- woltomierz i amperomierz
Dokładność pojedynczych pomiarów:
- odległość anoda-ekran:
- wysokie napięcie:
- natężenie prądu zwojnicy:
- promień zwojnicy:
- odchylenie plamki:
Wartości stałe
m0=12,56×10-7
l=(11,50,1)[cm]
n=45 zwoi
DU=2% z U
RH=(81)[cm]
4. Tabela pomiarowa.
Lp.
U
I
y
V
mA
mm
1
1100
100
5
4,90×1011
0,64×1011
2
220
11
4,83×1011
0,57×1011
3
300
14
4,16×1011
0,10×1011
nephalim