1995/1996 |
LABORATORIUM Z FIZYKI |
|||
ĆW. NR 51 |
TEMAT: POMIAR ŁADUNKU WŁAŚCIWEGO E/M ELEKTRONU |
|||
WYDZ. ELEKT KIER. EL. i T. GRUPA 2.1.2. |
NAZWISKO I IMIĘ : HARMUSZKIEWICZ ADAM |
|||
DATA WYKON. |
OCENA |
DATA ZALICZ. |
PODPIS |
|
16.10.1995 |
T |
|
|
|
|
S |
|
|
|
1. WPROWADZENIE.
Doświadczenie nasze wykonujemy przy pomocy lampy oscyloskopowej umieszczonej w polu magnetycznym o indukcji B. Źródłem pola magnetycznego jest zwojnica. Na elektron wpadający do pola magnetycznego o indukcji B pod pewnym kątem do jego linii sił, działa siła odchylająca zwana siłą Lorentza : F = eVB
Jeśli elektron porusza się prostopadle do linii sił pola, to siła Lorentza powoduje zakrzywienie toru elektronu, bez zmiany jego prędkości. Pod wpływem zmiany napięcia między katodą i anodą tor ruchu elektronu ulega coraz większemu zakrzywieniu. Znając wartość przesunięcia plamki światła na ekranie oscyloskopu możemy określić wartość ładunku właściwego e/m.
2. SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO.
NARYSOWAĆ SCHEMAT POMIAROWY
WCZEŚNIEJSZY BYŁ ZŁY
Wielkości stałe:
μ0 = 12,56 * 10 -7 Vs / Am Δy = 2 *10 -- 3 m
n= 8 zwoi ΔU = + 1% z U
R = 0,3 ± 0,005 m Δi = 0,05 A
l = 18,6 ± 0,3 cm
3. TABELA POMIAROWA.
U [ V ] |
i [ A ] |
y [ mm ] |
e/m [ C / kg ] |
|e/m śr. - e/m| [ C / kg ] |
|
2,5 |
8 |
1,95*10 11 |
0,28*10 11 |
800 |
3,5 |
10 |
1,55*10 11 |
0,13*10 11 |
|
4,5 |
13 |
1,58*10 11 |
0,09*10 11 |
|
2,5 |
7 |
1,86*10 11 |
0,19*10 11 |
1000 |
3,5 |
9 |
1,57*10 11 |
0,10*10 11 |
|
4,5 |
12 |
1,68*10 11 |
0,01*10 11 |
|
2,5 |
6 |
1,64*10 11 |
0,03*10 11 |
1200 |
3,5 |
8 |
1,49*10 11 |
0,18*10 11 |
|
4,5 |
11 |
1,70*10 11 |
0,03*10 11 |
|
|
|
e / m śr. = 1,67*10 11 |
|
4. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA.
Dla U = 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m
e / m = S
e / m = 1.57 * 10 11 C / kg
wartość średnia
e / m = S
e / m śr. = S śr.
e / m śr. = 1.67 * 10 11 C / kg
5.RACHUNEK BŁĘDÓW
a) błąd przeciętny :
- dla pojedynczego pomiaru
Dla U= 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m
|e / m śr. - e / m| = 1.67 * 10 11 C / kg - 1.57 * 10 11 C / kg = 0.10 * 10 11 C / kg
- dla wszystkich pomiarów
e / m przeciętny = 0,11 * 10 11 C / kg
b) błąd maksymalny dla pojedynczego pomiaru:
Dla U = 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m
e / m max = Smax
e / m max = 0.23 * 10 11 C / kg
6.ZESTAWIENIE WYNIKÓW
Dla U = 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m
e / m = 1.57 * 10 11 C / kg
wartość średnia
e / m śr. = 1.67 * 10 11 C / kg
błąd przeciętny
e / m przeciętny = 0,11 * 10 11 C / kg
błąd maksymalny
e / m max = 0.23 * 10 11 C / kg
7. WAGI I WNIOSKI.
Wykonane pomiary obarczone są błędem spowodowanym niezbyt precyzyjnym odczytywaniem wyników z przyrządów. W doświadczeniu zaznaczało się pisakiem ślad plamki na ekranie oscyloskopu. W tym wypadku pewien błąd spowodowała grubość pisaka a także drżenie ręki w momencie zaznaczania. Niewątpliwie na wartość odczytywanych wyników wpłynęła także ułomność obserwatora. Chodzi tu o kąt pod jakim obserwator patrzył na przymiar kreskowy w efekcie czego mogło dojść do nieznacznego błędu w odczycie wartości przesunięcia plamki na ekranie oscyloskopu.