11.03.1997r.
WPPT(Fizyka) 1rok

SPRAWOZDANIE NR 3

Temat : Wyznaczanie stosunku e/m elektronu.

I METODA POPRZECZNEGO POLA MAGNETYCZNEGO

Schemat układu pomiarowego do wyznaczania stosunku e/m elektronu metodą poprzecznego pola magnetycznego.

L	- lampa oscyloskopowa
Z0	- zasilanie lampy oscyloskopowej
C1,C2	- cewki Helmholtza
Z1	- regulowany zasilacz cewek Helmholtza
Z2	- zasilanie potrzebne do wytworzenia pola elektrycznego

1. Przebieg ćwiczenia.

Po włączeniu zasilania lampy oscyloskopowej i wstępnym wyregulowaniu jasności, ostrości i położenia zerowego plamki świetlnej na ekranie, należy włączyć prąd do obwodu cewek i regulując jego natężenie I przesunąć plamkę o zadaną wartość y. Następnie przesunięcie to należy skompensować przez doprowadzenie do płytek odchylających odpowiednio dobranej wartości napięcia U, przy którym plamka powróci w położenie zerowe.

Indukcję magnetyczną B w obszarze środkowym między cewkami Helmholtza oblicza się ze wzoru

μ0 = 4π⋅10^-^7 [Vs/Am]	- przenikalność magnetyczna próżni
n = 650	- liczba zwojów
I [A]	- natężenie prądu
R = 0,05±0,001 [m]	- promień cewki

Natężenie pola elektrycznego E wyraża wzór

U [V]	- napięcie odchylające
d = 0,005±0,001 [m]	- odległość płytek odchylających

Stosunek e/m elektronu jest określony wzorem

L = 0,09±0,001 [m]	- odległość ekranu od punktu wejścia elektronu w pole magnetyczne
l = 0,011±0,001 [m]	- średnica obszaru działania pola magnetycznego

2. Tabele z wynikami pomiarów i obliczeń

kier.	pomiar	przes.pl.	0,005	Z	0,01	Z
góra	I	I [A]	0,011	0,03	0,022	0,075
		U [V]	12	30	24	75
	II	I [A]	0,0117	0,03	0,023	0,075
		U [V]	11,3	30	23,8	75
	III	I [A]	0,0116	0,03	0,024	0,075
		U [V]	12,3	30	24,1	75
		Iśr [A]	0,011433		0,023
		Uśr [V]	11,86667		23,96667
		B	0,000267		0,000538
		E	2373,333		4793,333
		e/m	1,79E+11±7E+9		1,78E+11±8,8E+9
dół	I	I [A]	0,011	0,03	0,022	0,075
		U [V]	12	30	25	75
	II	I [A]	0,011	0,03	0,0219	0,075
		U [V]	12,6	30	25	75
	III	I [A]	0,0112	0,03	0,0225	0,075
		U [V]	12,5	30	24,5	75
		Iśr [A]	0,011067		0,022133
		Uśr [V]	12,36667		24,83333
		B	0,000259		0,000517
		E	2473,333		4966,667
		e/m	1,91E+11±7,5E+9		1,93E+11±9,7E+9
kier.	pomiar	przes.pl.	0,015	Z	0,02	Z
góra	I	I [A]	0,0335	0,075	0,046	0,075
		U [V]	35	75	44	75
	II	I [A]	0,034	0,075	0,0462	0,075
		U [V]	34	75	44,5	75
	III	I [A]	0,0337	0,075	0,0475	0,075
		U [V]	33,8	75	45,1	75
		Iśr [A]	0,033733		0,046567
		Uśr [V]	34,26667		44,53333
		B	0,000789		0,001089
		E	6853,333		8906,667
		e/m	1,78E+11±6,1E+9		1,62E+11±4,1E+9
dół	I	I [A]	0,0335	0,075	0,044	0,075
		U [V]	38	75	50	75
	II	I [A]	0,033	0,075	0,0432	0,075
		U [V]	37	75	48,7	75
	III	I [A]	0,0325	0,075	0,0438	0,075
		U [V]	36,5	75	48,5	75
		Iśr [A]	0,033		0,043667
		Uśr [V]	37,16667		49,06667
		B	0,000771		0,001021
		E	7433,333		9813,333
		e/m	1,86E+11±6,3E+9		1,84E+11±4,7E+9

3. Obliczenie błędów pomiarów

4. Przykładowe obliczenia {dla wychylenia 0,005m w górę}

Δe/m=1,8E+11±7E+9

II METODA PODŁUŻNEGO POLA MAGNETYCZNEGO

1.	Zacisk solenoidu		Z	zasilacz lampy oscylosk.
2.	Ekran lampy oscyloskopowej		Z1	zasilacz solenoidu
3.	Lampka kontrolna		S	solenoid
4.	Wyłącznik solenoidu		K	katoda
5.	Woltomierz do pomiaru napięcia przyśpieszającego		A L	anoda lampa oscylosk.
			U	nap. przyśpieszające
			U1	zmienne napięcie odchylające

1. Przebieg ćwiczenia

Elektrony emitowane z katody lampy oscyloskopowej są przyspieszane i uformowane w wiązkę przez system elektrod wyrzutni elektronowej. Przechodząc między parą płytek odchylających P_1, P₂ pod wpływem przyłożonego zmiennego napięcia odchylającego U₁, elektrony uzyskują składową poprzeczną prędkości i wytwarzają na ekranie świecący odcinek. Po włączeniu prądu w obwodzie solenoidu i w miarę zwiększania jego natężenia świecący odcinek na ekranie ulega coraz większemu skręceniu i skróceniu. Regulując natężenie prądu płynącego przez solenoid można osiągnąć zredukowanie śladu wiązki elektronów na ekranie do punktu. W tych warunkach można zastosować wzór :

n/b = 7200±50 [zw/m]
lx = 0,221[m]	-odległość płytek odchylających od ekranu
ly = 0,183	-odległość płytek odchylających od ekranu

2. Tabele z wynikami pomiarów i obliczeń

OX	I		II		III
U [V]	I [A]	Z	I [A]	Z	I [A]	Z	Iśr [A]	e/m[C/kg]
800	0,315	0,75	0,3	0,75	0,3	0,75	0,305	1,7E+11±4,2E+9
1000	0,319	0,75	0,315	0,75	0,314	0,75	0,316	1,98E+11±4,8E+9
1200	0,32	0,75	0,322	0,75	0,323	0,75	0,321667	2,29E+11±5,4E+9
1400	0,32	0,75	0,321	0,75	0,325	0,75	0,322	2,67E+11±6,3E+9
OX	I		II		III
U [V]	I [A]	Z	I [A]	Z	I [A]	Z	Iśr [A]	e/m[C/kg]
800	0,418	0,75	0,419	0,75	0,42	0,75	0,419	1,31E+11±2,4E+9
1000	0,432	0,75	0,429	0,75	0,411	0,75	0,424	1,6E+11±2,9E+9
1200	0,455	0,75	0,461	0,75	0,47	0,75	0,462	1,62E+11±2,7E+9
1400	0,48	0,75	0,48	0,75	0,478	0,75	0,479333	1,75E+11±2,8E+9

3. Obliczenie błędów pomiarów

4. Przykładowe obliczenia

[C/kg]

---