POLITECHNIKA WROCŁAWSKA |
Adam Zięba |
Wydział : ELEKTRCZNY Rok : II Rok akademicki 1997/98 |
||
LABORAORIUM Z FIZKI |
||||
Data ćwiczenia: 04.11.97 |
Temat: Wyznaczanie ładunku właściwego elektronu. |
Ocena: |
||
1.Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest poznanie metod wyznaczania ładunku właściwego elektronu.
2.Przebieg ćwiczenia:
a). Metoda Thomsona.
Na początku przy wyłączonym prądzie cewek Helmholtza ustawiliśmy,plamke na wychylenie zerowe.Nasępnym etapem było podawanie prądu na cewki do wychylania plamki o różne „y” następnie kompensowaliśmy to wchlenie odpowiednim napięciem.Pomiarów dokonaliśmy dla wchleń przeciwnych plamki.Wychlenie przeciwne otrzmaliśmy podając prąd na cewki Helmholtza w przeciwnym kierunku niż w poprzednim przypadku.
b).Metoda podłużnego pola.
Pomiar wykonwaliśm tak ,że dla wybranego napięcia przyspieszającego szukaliśmy wartość prądu w solenoidzie,dla której pole magnetyczne w nim zapewnia ogniskowanie wiązki elektronów na ekranie lampy.Pomiarów dokonaliśmy dla dwóch odległości płytek od ekranu lx i ly.
3.Tabele pomiarowe.
a)metoda Thomsona
y |
I |
U |
B |
e/m |
r |
Śr,e/m. |
[m.] |
[mA] |
[V] |
[T] |
[A•s/kg] |
[m.] |
[A•s/kg] |
0,005 |
10 |
11,5 |
82,7•10-6 |
17,04•109 |
1,98 |
15,62•109 |
0,010 |
22,5 |
25,5 |
186•10-6 |
14,89•109 |
0,99 |
|
0,015 |
33 |
36,5 |
272•10-6 |
14,95•109 |
0,66 |
y |
I |
U |
B |
e/m. |
r |
Śr,e/m. |
[m.] |
[mA] |
[V] |
[T] |
[A•s/kg] |
[m.] |
[A•s/kg] |
-0,005 |
9,5 |
9,5 |
70,2•10-6 |
19,46•109 |
-1,99 |
17,49•109 |
-0,010 |
19,5 |
22,5 |
161,2•10-6 |
18,02•109 |
-0,99 |
|
-0,015 |
31,5 |
33,5 |
260,5•10-6 |
14,99•109 |
-0,66 |
b)metoda podłużnego pola.
-pozycja X
I |
U |
B |
e/m. |
Śr,e/m. |
[mA] |
[V] |
[T] |
[A•s/kg] |
[A•s/kg] |
416 |
0,8 |
0,00344 |
10,93•109 |
11,83•109 |
445 |
0,9 |
0,00368 |
10,75•109 |
|
473 |
1,0 |
0,00390 |
10,64•109 |
|
490 |
1,2 |
0,00405 |
11,81•109 |
|
495 |
1,3 |
0,00409 |
12,58•109 |
|
505 |
1,4 |
0,00417 |
13,02•109 |
|
520 |
1,5 |
0,00430 |
13,11•109 |
-pozycja Y
I |
U |
B |
e/m. |
Śr,e/m. |
[mA] |
[V] |
[T] |
[A•s/kg] |
[A•s/kg] |
310 |
0,8 |
0,0266 |
0,26•109 |
0,39•109 |
315 |
0,9 |
0,0262 |
0,30•109 |
|
315 |
1,0 |
0,0262 |
0,34•109 |
|
315 |
1,1 |
0,0262 |
0,37•109 |
|
320 |
1,2 |
0,0258 |
0,42•109 |
|
320 |
1,3 |
0,0258 |
0,46•109 |
|
320 |
1,4 |
0,0258 |
0,49•109 |
|
325 |
1,5 |
0,0254 |
0,54•109 |
4.Przykładowe obliczenia.
a)metoda Thomsona
, ,
B-indukcja magnetyczna
e/m.-ładunek właściwy elektronu
r-odchylenie standardowe
I-prąd płynący w cewkach Helmholtza
U-napięcie kompensujące
y-odchyleni wiązki elektronów
μ-względna przenikalność magnetyczna próżni
n-liczba zwoi cewek Helmholtza
L=90±0,1mm
D=110±1mm
d=50±0,1mm
b)metoda podłużnego pola.
5.Uwagi i wnioski:
a).Metoda Thomsona
Podczas obliczeń zauważyliśmy, że wraz ze wzrostem prądu wzrasta nam wartość indukcji magnetycznej.Wzrost ten był bardzo proporcjonalny gdyż zwiększenie się prądu o 10[mA] powodowało wzrost indukcji o około 100[T].
Ładunek bardziej zależał od indukcji magnetycznej im była ona większa tym mniejszy był ładunek właściwy elektronu.
b).Metoda podłużnego pola
W tej metodzie też da się zauważyć zależność indukcji magnetycznej od prądu którego wartość jest o rząd wielkości większa niż w metodzie Thomsona.Z tego względu wartość indukcji jest też o rząd wielkości większa niż w metodzie porzedniej.Pomiary dokonywane w dwóch pozycjach X i Y różniły się między sobą prąd w pozycji Y był o około 100[mA] mniejszy. Widzimy ,że dla pozycji X jest odwrotna zależność indukcji od prądu gdyż ze wzrostem prądu maleje maleje wartość indukcji.
Ładunek właściwy elektronu różni się o dwa rzędy wartości i w pozycji X wynosi średni ładunek 0,39•109[A•s/kg], a w pozycji Y 11,38•109[A•s/kg].