Cel ćwiczenia

Wyznaczanie e/m elektronu metodą podłużnego pola magnetycznego.

Wyniki

Wyniki przedstawione w tabeli wykonane są dla krotności ogniskowej równej 2.

Kierunek odchylania wiązki	U	ΔU	I	ΔI	$$\overset{\overline{}}{\mathbf{I}}$$	$$\mathbf{}\overset{\overline{}}{\mathbf{I}}$$	B	ΔB	$$\frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}}$$	$$\mathbf{}\left( \frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}} \right)$$	$$\overset{\overline{}}{\left( \frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}} \right)}$$	$$\mathbf{}\overset{\overline{}}{\left( \frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}} \right)}$$	$$\frac{\mathbf{}\overset{\overline{}}{\left( \frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}} \right)}}{\overset{\overline{}}{\left( \frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}} \right)}}$$
	[V]	[V]	[A]	[A]	[A]	[A]	[T]	[T]	[C/kg]	[C/kg]	[C/kg]	[C/kg]	[%]
poziomy	1000	7	0,6700	0,0054	0,6800	0,0058	0,006153	0,000052	170,8E+9	5,6E+09	18,9E+10	1,0E+10	5,5
			0,6900	0,0055
			0,6800	0,0054
	1200	8	0,6900	0,0055	0,710	0,012	0,0064	0,0001	188,0E+9	9,1E+09
			0,7100	0,0056
			0,7300	0,0057
	1500,0	9,5	0,7500	0,0058	0,7567	0,0033	0,00685	0,00003	207E+9	5E+09
			0,7600	0,0058
			0,7600	0,0058
pionowy	900,0	6,5	0,9100	0,0066	0,9000	0,0058	0,008143	0,000052	128E+9	4E+09	135,0E+9	5,2E+09	3,8
			0,9000	0,0065
			0,8900	0,0065
	1000	7	0,950	0,007	0,9367	0,0088	0,00847	0,00008	131,3E+9	4,8E+09
			0,9400	0,0067
			0,9200	0,0066
	1200	8	0,970	0,007	0,9767	0,0033	0,00883	0,00003	145,0E+9	3,5E+09
			0,980	0,007
			0,980	0,007
Ostatecznie	$$\frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}}$$	$$\mathbf{}\frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}}$$	$$\frac{\mathbf{}\overset{\overline{}}{\left( \frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}} \right)}}{\overset{\overline{}}{\left( \frac{\mathbf{e}}{\mathbf{m}} \right)}}$$
	162E+9	8E+09	4,8

Przykładowe obliczenia

$\overset{\overline{}}{I} = \sum_{}^{}{I_{i} \bullet \frac{1}{n} =}$0,6800 [A]

∆I = 0.5% rdg + 2dgt = 0,0054[A]

$$I = \sqrt{\frac{1}{n(n - 1)}\sum_{i = 1}^{n}{(I_{i} - I_{sr})}^{2}} = 0,6800\lbrack A\rbrack$$

$$\frac{e}{m} = \frac{8\pi^{2} \bullet U \bullet k^{2}}{B^{2} \bullet {l_{x(y)}}^{2}} = 1,7083E + 11\lbrack C/kg\rbrack$$

$B = \mu_{0} \bullet \frac{n}{b} \bullet I = 0,0061525$[T]

$B = \left| \frac{\text{δB}}{\text{δI}}*I \right| = \left| \mu_{0} \bullet \frac{n}{b} \bullet I \right| =$0,000052[T]

$$\frac{e}{m} = \left| \frac{\delta\frac{e}{m}}{\text{δB}} \bullet B \right| + \left| \frac{\delta\frac{e}{m}}{\delta I_{x(y)}} \bullet l \right| + \left| \frac{\delta\frac{e}{m}}{\text{δU}} \bullet U \right| = \left| \frac{- 2 \bullet 8\pi^{2} \bullet U \bullet k^{2}}{B^{3} \bullet {I_{x(y)}}^{2}} \bullet B \right| + \left| \frac{- 2 \bullet 8\pi^{2} \bullet U \bullet k^{2}}{B^{2} \bullet {I_{x(y)}}^{3}} \bullet l \right| + \left| \frac{8\pi^{2} \bullet k^{2}}{B^{2} \bullet {I_{x(y)}}^{2}} \bullet U \right| = 5,6E + 09\lbrack C/kg\rbrack$$

Stałe

l_x = (22,1±0,1)cm

l_y = (18,3±0,1)cm

$$\mu_{0} = 4\pi \bullet 10^{- 7}\frac{N}{A^{2}}$$

$$\frac{n}{b} = (7200 \pm 50)\frac{\text{zw}}{m}$$

Wnioski

Celem naszego ćwiczenie było wyznaczenie stosunku ładunku do masy elektronu e/m. Do dyspozycji mięliśmy 3 stanowiska pomiarowe niestety tylko przy jednym z nich udało nam się przeprowadzić doświadczenie. Nasz wynik to 162E+9±8E+09 C/kg, porównując ten wynik z wartością poprawną e/m_e = 1,75881962(53) 10¹¹ ≈175, 9E + 9 C/kg możemy stwierdzić że udało się nam wyznaczyć zbliżoną wartość do rzeczywistej.

Całkowita niepewność składa się między innymi z:

-subiektywnego ustawienie ostrości plamki

-niepewności urządzeń cyfrowych

-zaokrąglenie stałych fizycznych