Obliczyliśmy natężenie pola elektrycznego E_t dla poszczególnych wartości d i zadanego napięcia między okładkami ze wzoru:

$$E_{t} = \frac{\text{ΔU}}{\text{Δd}}$$

d=40mm	d=80mm	d=120mm
$$E_{t} = \frac{3000V}{40mm} = 75\frac{V}{\text{mm}}$$	$$E_{t} = \frac{3000V}{80mm} = 37,5\frac{V}{\text{mm}}$$	$$E_{t} = \frac{3000V}{120mm} = 25\frac{V}{\text{mm}}$$

Następnie względne odchylenia δ (wyrażone w procentach) wartości doświadczalnych natężenia pola elektrycznego E_d od wartości teoretycznych E_t, ze wzoru:

$= \frac{{|E}_{d} - E_{t}|}{E_{t}}*100\%$

d=40mm	d=80mm	d=120mm
$$= \frac{83,702 - 75}{75}*100\% =$$ 11, 6%	$$= \frac{43,253 - 37,5}{37,5}*100\% =$$ 15, 34%	$$= \frac{33,556 - 25}{25}*100\% =$$ 34, 22%

Wyniki zestawiono w tabeli nr 2.

Tabela nr 2

d1 = 40mm	d2 = 80mm	d3 = 120mm
Ed[V/mm]	Et[V/mm]	δ[%]
83,702	75	11,6

Obliczamy gęstości powierzchniowe ładunku σd na wewnętrznej powierzchni jednej z płytek ze wzoru:

$$\sigma = \varepsilon_{0}*E\ \ \ \lbrack\frac{C}{m^{2}}\rbrack$$

gdzie: ε₀= 8,85·10^-12 [F/m] – przenikalność elektryczna próżni

np: d=40mm.

$$\sigma = 83,702\frac{V}{\text{mm}}*8,85*10^{- 12}\frac{F}{m} = \ 83,702\frac{V}{\text{mm}}*8,85*10^{- 15}\frac{F}{\text{mm}} = 740,7627*10^{- 15}\frac{V*F}{\text{mm}^{2}} =$$

$$740,7627*10^{- 15}\frac{V*C}{\text{mm}^{2}*V} = 740,7627*10^{- 15}\frac{C}{\text{mm}^{2}} = \ 740,7627*10^{- 9}\frac{\text{μC}}{\text{mm}^{2}} =$$

$$7,407627*10^{- 7}\frac{\text{μC}}{\text{mm}^{2}}$$

Wyniki zpisaliśmy w tabeli nr 3.

tab nr 3.

d=40mm	d=80mm	d=120mm
Ed [V/mm]	σ *10^-7 [μC/mm^2]	Ed [V/mm]
83,702	7,4	43,253

Obliczamy liczbę elektronów przypadającą na 1mm² na poszczególnych płytkach dzieląc gęstość powierzchniową ładunku przez wartość ładunku elementarnego.

$$i = \frac{\sigma\ \lbrack\frac{\text{μC}}{\text{mm}^{2}}\rbrack}{e\ \ \lbrack\mu C\rbrack} = \ \frac{\sigma}{e}\ \lbrack\frac{1}{\text{mm}^{2}}\rbrack$$

np: d=40mm.

$$i = \frac{7,4*10^{- 7}\frac{\text{μC}}{\text{mm}^{2}}}{1,602*10^{- 13}\text{μC}} = \frac{7,4*10^{- 7}}{1,602*10^{- 13}\ \text{mm}^{2}} = 4,62*10^{5}\frac{elektronow}{\text{mm}^{2}}$$

d=40mm	d=80mm	d=120mm
$$\frac{ilosc\ elektronow}{\text{mm}^{2}}$$	$$\frac{ilosc\ elektronow}{\text{mm}^{2}}$$	Płytka ujemna
		$$\frac{ilosc\ elektronow}{\text{mm}^{2}}$$
4,62*10^5	2,89*10^5	1,12*10^5

Wnioski

• Im mniejsza odległość między płytkami tym większe natężenie pola elektrycznego i większa powierzchniowa gęstość ładunku zgromadzonego na płytkach.

• Im większa odległość między płytkami kondensatora, tym spadek napięcia względem odległości jest mniej liniowy a co za tym idzie, pole elektryczne robi się niejednorodne.

• Pomiary wykonywane w skrajnysh odległościach tuż przy płytce dodatniej mogły zostać przekłamane ponieważ ładunki elektryczne przeskakiwały bezpośrednio z płytki na płomień sondy, który jest źródłem jonów.

• Płomień jest źródłem dużej liczby jonów obydwu znaków i dostarcza ładunków, które odpłynęły od przyrządu pomiarowego.

• Płomień i przewodnik zakłócają pole elektryczne, więc powinny być one małe, by zakłócenia były nieznaczne.

• Prry wykonywaniu ćwiczenia należy zachować szczególne środki ostrożności, ponieważ mamy doczynienia nie tylko z wysokim natięciem 3000V ale również z butlą gazu świetlnego ustawioną w pobliżu źródła ognia, którym jest płomyk sosdy. c