| 2010/2011 | LABORATORIUM FIZYKI |
|---|---|
| Ćw. nr 1 | Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego. |
| WBiIŚ Inżynieria Środowiska Grupa 1.3 5. |
Tomasz Szyszko |
| 19.10.2010 | Oceny |
| Zajęcia we wtorki godz. 11.00 | Teoria |
| Sprawozdanie |
Na elektron wpadający do pola magnetycznego o indukcji B pod kątem prostym do linii
sił pola działa siła Lorentza
F = evB. (1)
Jest ona również siłą dośrodkową:
. (2)
Tak więc:
. (3)
Energia kinetyczna, jaką uzyska elektron w polu elektrycznym między katodą a anodą wynosi:
. (4)
Indukcja magentyczna zwojnicy umieszczonej wokół lampy wynosi:
. (5)
Za pomocą twierdzenia Pitagorasa można wyrazić promień krzywizny toru elektronu
przez odchylenie plamki y oraz odległość l:
. (6)
Tak więc ostatecznie, po wymieszaniu powyższych wzorów, wyrażenie na stosunek e/m
jest następujące:
(7)
gdzie:
U - napięcie między anodą a katodą,
R - promień zwojnicy,
n - liczba zwojów,
y - odchylenie plamki na ekranie,
I – natężenie prądu w zwojnicy.
L – odległość anoda-ekran
Ocena dokładności pojedynczych pomiarów
ΔU = 2%
ΔI = +-1,2% + 1mA
Δy = +-1mm
Wielkości stałe:
µ0 = 12,56 * 10 -7 Vs / Am
n= 45 zwoi
l=(11,5 +- 0,1) cm
ΔU=+-2%
Rh=(8+-1) cm
ze względów technicznych załączona na następnej stronie
Błąd przeciętny:
= 1,24 * 10 do 3
Błąd maksymalny dla pomiaru pierwszego :
e/m= 3,93 * 10 do -7 1,24*103 C/kg
7.Uwagi i wnioski
Wartość stosunku e/m dla elektronu odczytana z tablic wynosi 1,759 * 1011 C/kg. Wartość otrzymana w doświadczeniu różni się więc od wartości z tablic, a jest to spowodowane niedokładnością w odczycie pomiarów. Dokładniej mówiąc, na wartość błędu liczonego dla pojedynczego pomiaru największy wpływ miał błąd pomiaru wielkości odchylenia wynikający z ułomności obserwatora. Chodzi tu o kąt pod jakim patrzy się na skalę linijki, w efekcie czego mogło dojść do błędu w odczycie wartości przesunięcia plamki na ekranie oscyloskopu. Aby go zmniejszyć, należałoby zastosować dokładniejsze metody pomiaru tej wielkości.