Politechnika Śląska

Wydział AEiI

Kierunek AiR

Ćwiczenie laboratoryjne z fizyki:

Wyznaczanie ładunku właściwego e/m metodą magnetronową

Grupa III, sekcja VI

Jeżycki Grzegorz

Myrta Marcin

Gliwice, 12-03-1995

Spis treści

1. Część teoretyczna

1.1. Sposób wyznaczania ładunku właściwego , 3

1.2. Cel ćwiczenia, 3

2. Część doświadczalna

2.1. Schemat układu pomiarowego, 4

2.2. Opis metody pomiarowej, 4

2.3. Opracowanie wyników doświadczenia, 5

3. Podsumowanie, 6

7. Dodatki

A. Spis wykresów, 7

B. Spis tablic i rysunków, 7

C. Wykresy

D. Karta pomiarowa

1. Część teoretyczna

1.1. Sposób wyznaczania ładunku właściwego

Do obliczenia ładunku właściwego zastosowano wzór 1:

(wzór 1)
,

gdzie:

µ0=1.2566370E-3[Am2],

=1.07E-4[1/mm],

ra=2.0[mm],

rk =1.0[mm],

i niewiadomą stanowi tylko natężenie prądu krytycznego.

1.2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie wartości ładunku właściwego e/m.

2. Część doświadczalna

2.1. Schemat układu pomiarowego

rys.1 - Schemat układu pomiarowego

2.2. Opis metody pomiarowej

W ćwiczeniu notowano zmiany natężenia prądu anodowego ia, w zależności od prądu płynącego przez solenoid Im , które było zmieniane w granicach od 0 do 1500 mA. Pomiary te powtórzono trzykrotnie dla rożnych wartości napięcia anodowego Ua1 = 6,4 ± 0,03V, Ua2 = 8,2 ± 0,03V, Ua3 =10,25 ± 0,03V. Natężenia ia są potrzebne aby wyznaczyć natężenia krytyczne prądu, korzystając z wykresów 1,2 i 3 określających zależność ia od Im.

2.3. Opracowanie wyników ćwiczenia

Im		Natężenie prądu anodowego ia			[mA]
[mA]	Ua1		Ua2	Ua3
0 ± 3 100 ± 3 200 ± 3 300 ± 3 400 ± 3 500 ± 3 600 ± 3 700 ± 3 800 ± 3 900 ± 3 1000 ± 3 1100 ± 3 1200 ± 3 1300 ± 3 1400 ± 3 1500 ± 3	22,6 ± 0,06 22,7 ± 0,06 22,4 ± 0,06 22,0 ± 0,06 21,6 ± 0,06 21,5 ± 0,06 20,7 ± 0,06 18,5 ± 0,06 13,5 ± 0,06 9,5 ± 0,06 7,2 ± 0,06 5,7 ± 0,06 4,6 ± 0,06 3,8 ± 0,06 3,2 ± 0,06 2,6 ± 0,06		32,5 ± 0,15 32,5 ± 0,15 32,2 ± 0,15 32,0 ± 0,15 31,5 ± 0,15 31,0 ± 0,15 30,2 ± 0,15 29,0 ± 0,15 23,5 ± 0,15 16,2 ± 0,15 12,0 ± 0,15 9,5 ± 0,15 7,5 ± 0,15 6,0 ± 0,15 5,0 ± 0,15 4,2 ± 0,15	44,0 ± 0,15 44,0 ± 0,15 43,5 ± 0,15 43,0 ± 0,15 42,5 ± 0,15 42,0 ± 0,15 41,5 ± 0,15 40,0 ± 0,15 35,2 ± 0,15 26,2 ± 0,15 19,0 ± 0,15 14,2 ± 0,15 11,7 ± 0,15 9,5 ± 0,15 7,7 ± 0,15 7,5 ± 0,15

tab.1 - Wartości natężenia prądu anodowego uzyskane w wyniku ćwiczenia.

Wartości ładunku właściwego dla poszczególnych napięć wyliczono ze wzoru 1.

Błąd wyznaczonych wartości obliczono metodą różniczki zupełnej.

Ze wzoru na średnią ważoną (wzór 3) wyznaczono ładunek właściwy elektronu e/m i błąd jego wyznaczania ze wzoru 4.

(wzór 3)

(wzór 4)

Pomiar	1		3
Ua [V]	6,4 ± 0,03	8,2 ± 0,03	10,25 ± 0,03
ikr [A]	0,847 ± 0,007	0,898 ± 0,006	0,955 ± 0,007
e/m [C/kg]	1.655 E11	1.796 E11	2.763 E11
e/m [C/kg]	0.51 E11	0.41 E11	0.49 E11
e/m±e/m [C/kg]	(2.045 ± 0.072) E11

tab.2 - Uzyskane wartości ładunku właściwego.

3. Podsumowanie

W wyniku obliczeń otrzymano następującą wartość ładunku właściwego elektronu e/m : e/m= (2.045 ± 0.072) E11 [C/kg]. Wartość ta jest nie zadowalająco odległa od wartości tablicowej, która wynosi e/m=1.758804786 E11. Błąd ten wynika głównie z odczytu z papieru milimetrowego.

Dodatek A. Spis tablic i rysunków

• tablica 1 - natężenie prądu anodowego uzyskane w wyniku ćwiczenia,

• tablica 2 - uzyskane wartości ładunku właściwego,

• rysunek 1 - Schemat układu pomiarowego,

Dodatek B. Spis wykresów

• wykres 1 - wyniki ćwiczenia dla napięcia anodowego wynoszącego 6V,

• wykres 2 - wyniki ćwiczenia dla napięcia anodowego wynoszącego 8V,

• wykres 3 - wyniki ćwiczenia dla napięcia anodowego wynoszącego 10V,

5

---