Temat: Pomiar ładunku właściwego e/m elektronu.
Cel ćwiczenia: wyznaczenie stosunków e/m dla elektronu z odchylenia w polu magnetycznym.
1.Wprowadzenie:
Na elektron e pędzący z prędkością , który wpada do pola magnetycznego o indukcji pod pewnym kątem do linii sił tego pola działa siła odchylająca Lorentza :
.
Jeżeli kierunek poruszania się elektronu jest prostopadły do linii sił pola to siła zakrzywiająca tor nie wpływa na zmianę prędkości ruchu. Jest więc siłą dośrodkową równą:
, gdzie ξ - promień krzywizny odchylenia.
Z porównania sił otrzymujemy zależność :
Używając w ćwiczeniu lampy oscyloskopowej umieszczonej w polu magnetycznym zwojnicy o indukcji magnetycznej , przy zachowaniu warunku prostopadłości, mierzymy odchylenie plamki na jej ekranie. Prędkość z jaką porusza się w polu elektrycznym, pomiędzy katodą i anodą, wyemitowany przez katodę elektron możemy wyznaczyć z porównania energii kinetycznej elektronu z energią potencjalną pola.
Jeżeli , to .
Z pomiaru odchylenia y plamki, oraz znając odległość l Anoda-ekran, możemy otrzymać promień krzywizny elektronu ξ.. stosując twierdzenie Pitagorasa otrzymamy . Podstawiając te zależności do wzoru na e/m otrzymamy ostateczna postać:
gdzie:
U [ V ] - napięcie Anoda - Katoda, I [ A ] - natężenie prądu w zwojnicy,
R [ m ] - promień zwojnicy n - ilość zwojów zwojnicy,
l [ m ] - odległość Anoda ekran, μo - przenikalność magnetyczna próżni,
y [ m ] - odchylenie plamki na ekranie lampy
Ukaład pomiarowy:
Przebieg ćwiczenia.
1.Zestawiamy układ zgodnie ze schematem.
2.Zasilaczem wysokiego napięcia WN ustawiamy napięcie anodowe kolejno 1300V, 1700V,
3.Dla podanych napięć ustawiamy natężenie prądu zwojnicy kolejno na 0.1A,0.2A,0.3A,0.4A,0.5A.
4.Mierzymy odchylenie plamki na ekranie lampy oscyloskopowej dla każdej kombinacji napięcia i prądu.
5.Uzyskane wyniki umieszczamy w tabeli.
Jako wielkości stałe przyjmujemy:
μo = ( 12,56 10-7 )VsA-1m-1
l = ( 0,15 ± 0,01 )m - odległość anoda-ekran.
R = ( 0,08 ± 0,01)m - promień cewek Hemholza.
N = 45 - ilość zwoi w cewce.
ZNN
5V
OSTROŚĆ
ZASILACZ
WN
JASKRAWOŚĆ
A
ZASILACZ NN
ξ
l
y
Wyszukiwarka