 | Pobierz cały dokument 206e.politechnika.poznanska.ziip.ii.semestr.doc Rozmiar 95 KB |
25.11. 1999. |
Ewa Roszkiewicz |
BmiZ, ZiM STH |
|
Prowadzący prof.Mankowski |
Grupa 4 |
Pomiar stosunku e/m metodą odchyleń w polu magnetycznym
TEORIA
Na każdą cząsteczkę posiadającą ładunek elektryczny, poruszającą się w polu elektrycznym i magnetycznym działa siła zwana siłą Lorenza. Jest ona określona następującym wzorem:
- „a”
gdzie: q - ładunek cząstki, v - jej prędkość, E - natężenie pola elektrycznego, B - indukcja magnetyczna.
Działanie obu wymienionych pól prowadzi w ogólnym przypadku do zmiany wektora prędkości - w polu elektrycznym może się zmieniać kierunek i wartość prędkości, natomiast w polu magnetycznym wartość prędkości pozostaje bez zmian (stała).
Badanie zachowania się cząstek naładowanych, jak np. elektronów, protonów, jonów dodatnich, w polach elektrycznym i magnetycznym pozwala wyznaczyć tzw. nabój właściwy, czyli stosunek q/m.
W celu określenia naboju właściwego elektronu (e/m) posłużymy się lampą oscyloskopową z odchylaniem magnetycznym w kierunku Y.
Pole magnetyczne wytwarzane jest w wyniku przepływu prądu przez uzwojenie umieszczone na zewnątrz lampy. Indukcja magnetyczna B jest proporcjonalna do natężenia prądu I :
- „b”
Współczynnik proporcjonalności c określamy empirycznie.
Po wyjściu z obszaru pola magnetycznego elektrony biegną po linii prostej i w końcu uderzają w ekran fluorescencyjny wywołując jego świecenie.
Warunek równowagi siły odchylającej w obszarze pola magnetycznego i siły bezwładności wyraża się równaniem :
- „c”
gdzie R jest promieniem krzywizny toru.
Szukaną wielkość e/m możemy na podstawie równania „c” przedstawić w postaci :
- „d”
Prędkość możemy wyrazić przez napięcie Ua, przyrównując energię kinetyczną do pracy wykonywanej przez pole elektryczne na drodze między katodą i anodą :
- „e”
Obliczoną z powyższego równania prędkość wstawiamy do równania „d”, podnosimy obie strony do kwadratu i otrzymujemy :
- „f”
Pozostała do wyeliminowania tylko jedna wartość - R. Biorąc pod uwagę, że w warunkach doświadczenia y<< 1 oraz d << R możemy zapisać :
- „g”
Promień krzywizny R możemy zatem wyrazić w postaci :
- „h”
gdzie: l - odległość ekranu lampy oscyloskopowej od środka cewki, d - średnica cewki odchylającej, y - odchylenie plamki na ekranie względem położenia przy B = 0.
 | Pobierz cały dokument 206e.politechnika.poznanska.ziip.ii.semestr.doc rozmiar 95 KB |