1. Zasady pomiaru.

W celu otrzymania rozkładu elektronów w zależności od ich prędkości badałem rozkład elektronów w lampie próżniowej. Jeżeli na anodę lampy z żarzoną katodą przyłożyć napięcie hamujące to do tej ostatniej przedostaną się elektrony, których energia kinetyczna jest większa od pracy siły pola wywołującego hamowanie. Metodę taką nazywa się metodą potencjału hamującego. Mierząc prąd anody (oznaczany I_a) przy różnych wartościach napięcia hamującego można śledzić rozkład elektronów w zależności od ich prędkości. Wyrażenie zależności prądu anodowego do napięcia hamującego ma postać: .

2. Schemat układu pomiarowego.

3. Ocena dokładności pojedyńczych pomiarów.

Dokładność pojedyńczych pomiarów uwarunkowana jest dokładnością wskazań amperomierza, z którego odczytywałem I_a, oraz voltomierza. Amperomierz użyty w ćwiczeniu był klasy 0.5 i pracował w zakresie 750 µA. Błąd voltomierza oszacowałem na 5 mV.

4. Tabele pomiarowe.

Tabela 1. Kierunek przewodzenia

Lp.	Iż	Ia	U	IaRa	U'=U-IaRa	lnIa
jedn.	A	*A	mV	mV	mV	-
1	0.65	190	0	11.4	-11.4	-
2	0.65	225	50	13.5	36.5	5.42
3	0.65	270	100	16.2	83.8	5.6
4	0.65	310	150	18.6	131.4	5.74
5	0.65	355	200	21.3	178.7	5.87
6	0.65	400	250	24	226	5.99
7	0.65	450	300	27	273	6.11
8	0.65	510	350	30.6	319.4	6.23
9	0.65	560	400	33.6	366.4	6.33
10	0.65	610	450	36.9	413.1	6.43
11	0.65	665	500	39.9	460.1	6.5
15	0.65	725	550	43.5	506.5	6.59

Tabela 2. Kierunek zaporowy

Lp.	Iż	Ia	U	IaRa	U'= U-IaRa	Ua=U'+	lnIa
jedn.	A	*A	mV	mV	mV	mV	-
1	0.65	190	0	11.4	-11.4	0	5.25
2	0.65	150	50	9	-41	-29.6	5.01
3	0.65	110	100	6.6	-93.4	-81.9	4.7
4	0.65	80	150	4.8	-145.2	-132.9	4.38
5	0.65	55	200	3.3	-196.7	-184.7	4.01
6	0.65	45	250	2.7	-247.3	-237.2	3.81
7	0.65	20	300	1.2	-298.8	-286.8	2.99
8	0.65	15	350	0.9	-349.1	-337.7	2.71
9	0.65	10	400	0.6	-399.4	-338	2.3
10	0.65	5	450	0.3	-449.7	-488.5	1.61
11	0.65	0	500	0	-500	-538.6	-

5. Przykłdowe obliczenia pomiaru wielkości złożonej.

Przed przystąpieniem do obliczeń współczynnika kierunkowego i temperatury gazu elektronowego obliczyłem pewne pomocnicze wartości i zestawiłem je w dodatkowej tabeli.

Tabela 3. Tabela pomocnicza

Lp.	Ia	U	U'	lnIa	U'í	U'i^2	lnIaU'i
jedn.	µA	V	V	-	-	-	-
1	0	0.5	-0.5	-	-0.2024	0.040966	-
2	5	0.45	-0.4497	1.61	-0.1521	0.023134	-0.2449
3	10	0.4	-0.3994	2.3	-0.1018	0.010363	-0.2341
4	15	0.35	-0.3491	2.71	-0.0515	0.002652	-0.1396
5	20	0.3	-0.2988	2.99	-0.0012	0	-0.0035
6	45	0.25	-0.2473	3.81	0.0503	0.00253	0.1916
7	55	0.2	-0.1967	4.01	0.1009	0.010181	0.4046
8	80	0.15	-0.1452	4.38	0.1524	0.023226	0.6675
9	110	0.1	-0.0934	4.7	0.2042	0.041697	0.9513
10	150	0.05	-0.0414	5.01	0.2562	0.065664	1.2836
11	190	0	-0.0114	5.25	0.2862	0.08191	1.5025
	-	-	-3.2738	36.77	-	0.302324	4.379

Przykładowe obliczenia dla pomiaru 10.

Obliczam v dla napięcia U₁₀.

Obliczam E_k dla napięcia U₁₀.

Obliczam wartość średnią napięcia U'.

Obliczam wartość U'i.

Obliczenia pomiarów wielkości złożonej.

Obliczam współczynnik kierunkowy prostej.

Obliczam temperaturę gazu elektronowego (temperaturę katody).

6. Rachunek błędu.

Obliczam błąd pomiaru natężenia I_a.

7. Zestawienie wyników.

Współczynnik kierunkowy a=14.4846

Temperatura gazu elektronowego T=801.55 K

Tabela 4. Zestawienie wyników

Ia	U		v	Ek
µA	V	-	m/s	J
190	0	-	0	0
150	0.05	0.2105	132.51x10^3	8.01x10^-21
110	0.1	0.2105	187.53x10^3	16.02x10^-21
80	0.15	0.1579	229.69x10^3	24.03x10^-21
55	0.2	0.1316	265.23x10^3	32.04x10^-21
45	0.25	0.0526	296.54x10^3	40.05x10^-21
20	0.3	0.0263	324.83x10^3	48.06x10^-21
15	0.35	0.0263	350.88x10^3	56.08x10^-21
10	0.4	0.0263	375.11x10^3	64.09x10^-21
5	0.45	0.0263	397.86x10^3	72.1x10^-21
0	0.5	0.0263	419.38x10^3	80.11x10^-21

8.Uwagi i wnioski.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie rozkładu elektronów w zależności od ich prędkości. Wyniki pomiarów zestwawionie są w tabelach 1 i 2. Dla wygody obliczeń sporządziłem jeszcze jedną tabele w której umieściłem niektóre wartości, które nie są wynikami a posłużyły mi jedynie do obliczenia pomiaru wielkości złożonej. Ostateczne wyniki umieściłem w tabeli 4. Rozkład elektronów w zależności od ich prędkości a także energii kinetycznej ilustrują wykresy dołączone do sprawozdania.

---