POLITECHNIKA ŚLĄSKA

GLIWICE, 04.04.2000

LABORATORIUM FIZYKI

WYZNACZANIE STOSUNKU ŁADUNKU ELEKTRONU DO JEGO MASY (e / m)

INFORMATYKA

GRUPA VI SEKCJA I

Arkadiusz JESTRATJEW

Tomasz KACZMARZYK

Adrian NOWAK

Wstęp teoretyczny

WKLEJ COŚ!!!

Stanowisko pomiarowe

Stanowisko pomiarowe składa się z lampy oscyloskopowej umieszczonej pomiędzy dwoma cewkami. Cewki mają kształt dwóch kół, a ich poszczególne zwoje są równoległe do kierunku ruchu elektronów w lampie oscyloskopowej. Do cewek podłączony jest regulowany zasilacz (z wbudowanym amperomierzem), którym zmienia się pole elektryczne. Do lampy przymocowana jest linijka umożliwiająca odczyt odchylenia wyświetlanej kreseczki (kropki).

Przebieg ćwiczenia

Po załączeniu lampy oscyloskopowej i zasilacza rozpoczęliśmy serię pomiarów tzn. dla każdej wartości prądu (co 5 mA) odczytywaliśmy odchylenie górne i dolne kreseczki. Pomiary zakończyliśmy przy takiej wartości prądu, przy której odczytanie odchylenia wychodziło poza zakres ekranu lampy.

Obliczenia

Do obliczeń wykorzystaliśmy pewne parametry stałe, które umieszczone są w poniższej tabeli:

Nazwa	Wartość
Napięcie przyspieszające U	800 ± 50 V
Droga przyspieszania l	135 ± 10 mm
Promień cewki R	130 ± 10 mm
Liczba zwojów	160 ± 8

Pierwszymi obliczeniami były wartości średnie odchylenia obliczone jako średnia arytmetyczna odchyleń poziomego i pionowego. Wartości te przedstawia poniższa tabela:

Prąd I [mA]	Odchylenie w górę [mm]	Odchylenie w dół [mm]	Odchylenie średnie [mm]
10	2	2	2
15	2,5	2,5	2,5
20	4	4	4
25	5	5	5
30	6,5	6,5	6,5
35	7	7	7
40	8	8	8
45	9	9	9
50	10	10	10
55	11	11	11
60	12	12	12
65	13	13	13
70	14	14	14
75	15	15	15
80	16,5	16	16,25
85	17,5	17	17,25
90	18,5	18	18,25
95	19,5	19	19,25
100	20,5	20	20,25
105	21,5	21,5	21,5
110	22,5	22,5	22,5
115	23,5	23,5	23,5
120	24,5	24,5	24,5
125	25,5	25,5	25,5
130	27	26,5	26,75
135	27,5	27,5	27,5
140	28,5	28,5	28,5
145	29,5	29,5	29,5
150	31	31	31
155	32	32	32
160	32,5	32,5	32,5

Dla powyższych wyników opracowaliśmy wykres:

(wykres 1)

gdzie: s - średnie odchylenie [mm], i - natężenie prądu [mA].

Metodą regresji liniowej dopasowaliśmy prostą do otrzymanych wyników otrzymując następujące wartości współczynników a i b:

a = 0,20609 ± 0,00074

b = - 0,24335 ± 0,07148

Korzystając z wzoru na e do m:

wyliczyliśmy poszukiwany iloraz:

Wartość tablicowa wynosi:

Błąd względny wielkości wyznaczonej wyznaczamy metodą różniczki zupełnej:

Odpowiadający mu błąd bezwzględny wynosi:

Błąd bezwzględny wynikający z różnicy wartości poprawnej i wyznaczonej wynosi:

Wnioski

Błąd wynikający z pomiarów mieści się w zakresie błędu wynikającego z odchyłek. Niestety wyznaczony błąd bezwzględny wynikający z niedokładności poszczególnych argumentów wynosi aż 62%! Błąd ten wynika z niedokładnych odczytów wartości drogi przyspieszania elektronów w lampie, liczby zwojów w cewkach i odchylenia plamki na ekranie (niedokładność linijki i oka ludzkiego). Pomimo tak dużego błędu metody wyznaczania ilorazu udało nam się go wyznaczyć z pomyłką jedynie 5%.

---