Nr ćwiczenia 206 |
data 25.03.14 |
Imię i Nazwisko Krystyna Sokołowska |
Wydział Fizyki Technicznej |
Semestr 2 |
grupa 3 |
Prowadzący Marek Weiss |
przygotowanie |
wykonanie |
ocena |
||
Pomiar e/m metodą odchyleń w polu magnetycznym
Podstawy teoretyczne
Wykorzystane wzory:
[C/kg] , który powstał poprzez przekształcenie następujących wzorów:
-równowaga siły Lorentza i siły bezwładności:
[N]
-przyrównanie energii kinetycznej do pracy wykonanej przez pole elektryczne:
[N]
-Promień krzywizny R:
[m]
Przebieg ćwiczenia:
1. Przygotowanie obwodu elektrycznego zgodnie ze schematem
2. Aktywacja obwodu i odczytanie wartości początkowych y'0.
3. Zapisanie wartości y' dla prądu od 10 do 150 mA co 10mA oraz obliczenie wartości wychylenia y = y' - y'0. Wynika zapisać w metrach.
4. Dla każdego wyniku obliczyć e/m, następnie średnią i odchylenie standardowe.
5. Przedstawić zaokrąglone wyniki i ich błędy. Napisać wnioski.
Wyniki pomiarów
y'0=11 [cm] Δy=0,1 [cm] Δi=0,1 [mA] C=(8,3±0,1)*1011 [A3*s*kg-1*m-2]
i [mA] |
10,1 |
20 |
30,3 |
40,1 |
50,4 |
60 |
70 |
80,2 |
90,2 |
100,1 |
110 |
120 |
130,2 |
140 |
150 |
y' [cm] |
10,6 |
10,1 |
9,7 |
9,2 |
8,8 |
8,3 |
7,8 |
7,3 |
6,8 |
6,3 |
5,8 |
5,3 |
4,7 |
4,1 |
3,6 |
y [cm] |
0,4 |
0,9 |
1,3 |
1,8 |
2,2 |
2,7 |
3,2 |
3,7 |
4,2 |
4,7 |
5,2 |
5,7 |
6,3 |
6,9 |
7,4 |
y [m] |
0,004 |
0,009 |
0,013 |
0,018 |
0,022 |
0,027 |
0,032 |
0,037 |
0,042 |
0,047 |
0,052 |
0,057 |
0,063 |
0,069 |
0,074 |
-i [mA] |
10,1 |
20 |
30,1 |
40,1 |
50 |
60 |
70,2 |
80,2 |
90,1 |
100 |
110 |
120,2 |
130,2 |
140 |
150 |
y' [cm] |
11,5 |
11,9 |
12,3 |
12,8 |
13,2 |
13,6 |
14,1 |
14,6 |
15,1 |
15,5 |
16,1 |
16,6 |
17,1 |
17,6 |
18,2 |
y [cm] |
0,5 |
0,9 |
1,3 |
1,8 |
2,2 |
2,6 |
3,1 |
3,6 |
4,1 |
4,5 |
5,1 |
5,6 |
6,1 |
6,6 |
7,2 |
y [m] |
0,005 |
0,009 |
0,013 |
0,018 |
0,022 |
0,026 |
0,031 |
0,036 |
0,041 |
0,045 |
0,051 |
0,056 |
0,061 |
0,066 |
0,072 |
Obliczenia
[C/kg]
Tabela e/m w zależności od kierunku prądu i:
i |
1,3E+11 |
1,68E+11 |
1,528E+11 |
1,67E+11 |
1,58E+11 |
1,68E+11 |
1,73E+11 |
1,77E+11 |
|
1,8E+11 |
1,83E+11 |
1,85E+11 |
1,87E+11 |
1,94E+11 |
2,02E+11 |
2,02E+11 |
|
-i |
2,03E+11 |
1,68E+11 |
1,548E+11 |
1,67E+11 |
1,61E+11 |
1,56E+11 |
1,62E+11 |
1,67E+11 |
|
1,72E+11 |
1,68E+11 |
1,78E+11 |
1,8E+11 |
1,82E+11 |
1,84E+11 |
1,91E+11 |
|
Średnia i odchylenie standardowe średniej:
śr = 1,741E+11 σs = 3,198E+09
Zaokrąglenia:
śr ≈ 1,741E+11 σs ≈ 0,032E+11
Postać ostateczna:
Dyskusja błędów
Jak widać z tabeli wyników e/m wartości wahają się od 1,3E+11C/kg do 2,03E+11C/kg. Możemy z tego wywnioskować, że bardzo trudno wyznaczyć mierzoną wartość bezpośrednio z kilku pomiarów. Jednakże wykonanie większej serii możemy uzyskać wiarygodny wynik.
Wnioski
Wartość tablicowa e/m wynosi 1,758847*1011 C/kg, co za tym idzie, możemy zauważyć, że wynik ten mieści się w granicach błędu. Możemy wnioskować, że większa seria pomiarowa (w większym zakresie natężania prądu) umożliwiłaby dokładniejsze wyznaczenie e/m.
Wyszukiwarka