E11	Artur Wiączek	WMiBM
	Wyznaczanie stosunku e/m metodą magnetycznego ogniskowania strumienia elektronów
01.VI.2001r.

1. Teoria

Lampa oscylograficzna służy do obserwowania zmian napięcia lub natężenia prądu. Źródłem elektronów jest jak w innych lampach, żarzona katoda K. Katodę otacza cylinder metalowy cylinder Wehnelta. 0d strony ekranu w cylindrze znajduje się mały otwór, przez który wybiega wiązka elektronów. Cylinder Wehnelta posiada ujemny ładunek względem katody. Wartość tego potencjału decyduje o ilości wysłanych elektronów i jasności plamki na ekranie. Ekranem E jest przednia ściana zewnętrznej szklanej obudowy lampy. Ekran pokryty jest luminoforem, który świeci pod wpływem padających elektronów. Wewnętrzne ścianki lampy od ekranu aż do układu anod są pokryte grafitem połączonym z katodą, przez co na szkle nie gromadzą się ładunki elektryczne. Elektrony wybiegające z katody posiadają małą prędkość i tworzą wiązkę rozbieżną. Przyspieszone zostają przez pole elektromagnetyczne wytworzone pomiędzy katodą i anodą. Wiązkę można zogniskować, stosując odpowiednio dobrany przebieg potencjału przyspieszającego. W praktyce osiągamy to przez zastosowanie dwóch anod o odpowiednio dobranych wartościach napięcia. Sterowanie wiązką elektronów odbywa się prze zastosowaniu dwóch kondensatorów płytkowych. Ogniskowanie elektronów można spowodować stosując podłużne pole magnetyczne wytworzone przez magnesy pierścieniowe.

Przez pojęcie ładunku właściwego rozumiemy wartość ilorazu e/m, gdzie e oznacza wartość ładunku elektronu swobodnego, natomiast m wartość jego masy spoczynkowej. Wielkość e/m jest jedną z podstawowych stałych fizycznych, pojawiających się w elektrodynamice klasycznej i kwantowej. Stąd też jej wyznaczanie z bardzo dużą dokładnością jest bardo ważne.

2. Obliczenia

- Napięcie anodowe zmieniamy od zakresu 600V co 100V, aż do uzyskania 1350V;

Ua [V]	I [A]
700	2,4
800	2,55
900	2,65
1000	2,8
1100	2,95
1200	3,05
1300	3,15
1400	3,25
1450	3,3

- Wyznaczam stosunek e/m dla każdego z pomiarów;

gdzie:

μ0 -przenikalność magnetyczna próżni

U_a -napięcie anodowe

J -natężenie prądu w cewce

h -0,105 m - odległość od płytek odchylających do ekranu lampy oscyloskopowej

długość zwojnicy - 0,375 m

liczba zwojów zwojnicy -690

n -liczba zwojów na jednostkę długości

Dla 600V

e/m = 1,519*10¹¹

Dla 700V

e/m = 1,627*10¹¹

Dla 800V

e/m = 1,714*10¹¹

Dla 900V

e/m = 1,653*10¹¹

Dla 1000V

e/m = 1,649*10¹¹

Dla 1100V

e/m = 1,637*10¹¹

Dla 1200V

e/m = 1,569*10¹¹

Dla 1300V

e/m = 1,599*10¹¹

Dla 1350V

e/m = 1,564*10¹¹

3.Rachunek błędów metodą różniczki zupełnej dla pierwszego pomiaru.

Klasa dokładności amperomierza-0,5 ,zakres7,5A ΔJ= 0,0375 A

Klasa dokładności woltomierza-1,5 ,zakres 1,5V ΔU= 0,0225 V

4.Wnioski

Wielkość e/m jest jedną z fundamentalnych stałych fizycznych, stąd wyznaczenie jej z bardzo dużą dokładnością znajduje nadal zainteresowanie wśród fizyków.

---