65 rozkład elektronów w zależności od ich prędkości2, 65


1994 / 95

LABORATORIUM FIZYCZNE

Ćwiczenie nr 65

Badanie rozkładu prędkości elektronów w zależności od ich prędkości

Mechanika
M01

Wykonane dnia

Data

Ocena

Podpis

T

S

1. Zasada pomiaru

W doświadczeniu w celu otrzymania rozkładu elektronów w zależności od ich prędkości, bada się rozkład elektronów w lampie elektronowej stosując metodę potencjału hamującego. Na anodę lampy próżniowej z żarzoną katodą podaje się napięcie hamujące, przeszkadzające dochodzeniu elektronów do anody. Dochodzą do niej tylko te elektrony, których energia kinetyczna jest większa od pracy sił pola elektrycznego wywołującego hamowanie. Mierząc prąd anodowy przy różnych napięciach hamowania, można bezpośrednio śledzić rozkład ilości termoelektronów w zależności od ich energii. Rozkład ten jest zgodny z rozkładem Maxwella - Boltzmana:

0x01 graphic

dN - liczba elektronów ze składowymi prędkości zawartymi w przedziale prędkości vv+dv

N - koncentracja swobodnych elektronów, które opuściły metal

m - masa elektronu

h - stała Plancka

kB - stała Boltzmana

T -temperatura bezwzledna

EF - energia Fermiego

Zależnośc prądu anodowego od napięcia hamującego:

0x01 graphic

U - napięcie hamujące

Ia0 - natężenie prądu anodowego w przypadku, kiedy różnica potencjałów między anodą i katodą wynosi zero

Wykres zależności lnIa lub ln Ia/Ia0 od wartości napięcia anodowego powinien być linią prostą daną równaniem:

0x01 graphic
lub 0x01 graphic

Liniowa zalezność lnIa lub ln Ia/Ia0 od wartości napięcia hamującego potwierdza założe- nia o Maxwellowskim rozkładzie prędkości elektronów termoemisji. Znając współczynnik nachylenia prostej: 0x01 graphic
można obliczyć temperaturę gazu elektronowego w lampie
równą temperaturze katody.

Znając wartość napięcia hamującego U można łatwo określić prędkość elektronów korzystając z zależności:

0x01 graphic

m - masa elketronu

v - prędkość elektronu

e - ładunek elementarny

2. Układ pomiarowy

0x01 graphic

Prąd żarzenia Iż=0,6 A

3. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów

miliwoltomierz: klasa 0,5, zakres 750 mV, podziałek 75

mikroamperomierz: klasa 0,5, zakres 750 A , opór wewnętrzny Ra = 60

podziałek 75

amperomierz: klasa 0,5, zakres 1 A, podziałek 90

5. Przykładowe obliczenia

pomiar 4:

Iż= 0,65 A

Iż= klasa*zakres/100= 0,5*1A/100= 0,005 A

Ia= 330 A

Ia= 0,5*750A/100= 3,75 A 4 A

U= 200 mV

U= 0,5*750mV/100= 3,75 mV 4 mV

IaRa= 330A*60= 19,8 mV

U'= U-IaRa= (200-19,8)mV= 180,2 mV

Ua=U'+= (180,2+27,6)mV= 207,8 mV

lnIa=ln(330)= 5,80

6. Rachunek błędów.

0x01 graphic

IaRa= 19,8mV*(3,75/330)= 0,225 mV 0,23 mV

U' > IaRa U'=4 mV

7. Zestawienie wyników.

8. Wnioski.

W czasie ćwiczeń laboratoryjnych dokonaliśmy badania rozkładu elektronów w zależności od ich prędkości. Celem ćwiczenia było określenie rozkładu termoelektronów w funkcji ich prędkości metodą hamującego potencjału.

Dokonaliśmy pomiaruów natężenia prądu anodowego przy stały prądzie żarzenia i zmianie napięcia, zarówno w kierunku zaporowym jak i przewodzenia. Na podstawie danych z tabeli wykonaliśmy wykresy: lnIa=f(U'), Ia=f(Ua), dn/no=f(Ek), dn/no=f(V).

Błedy pojedynczych pomiarów wynikłe z odczytu z mierników zostały obliczone przy uwzględnieniu ich zakresów oraz klas. Błędy te są bardzo małe i w nieznaczny sposób wpływają na wielkości złożone w tym ćwiczeniu, dlatego nie zostały uwzględnione na wykresach.

2 Piotr Ciskowski. Opracowanie doświadczenia 65.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
072J~1, Temat : Badanie rozk˙adu elektron˙w w zale˙no˙ci od ich pr˙dko˙ci.
Badanie zalezności przewodnistwa elektrycznego elektrolitów w zależności od temp, ˙Wst˙p teoretyczny
cygan,wiertnictwo, Podział kolumn rur w zależności od ich przeznaczenia
wykresy wartość siły i temperatury w zależności od prędkości skrawania
ćw 1 - Badanie rezystywności materiałów przewodzących w zależności od temperatury, Politechnika Pozn
Badanie rezystywności materiałów przewodzących w zależności od temperatury aga, Politechnika Poznań
5 - Miar. pH - metryczne, Sprawozdanie - 5 - xx, Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zależności potencj
Średnice elektrod i natężenie prądu w zależności od grubości materiału
właściwości reologiczne jogurtów w zależności od czasu ich dojrzewania
Grupy rówieśnicze i ich wpływ na wychowanie jednostki w zależności od jej wieku”
Organizacja działu handlu zagranicznego w zależności od grup
Pielęgniarstwo w intensywnej terapii w zależności od rodzaju zabiegu 2009
DYNAMIKA PLONOWANIA ŁĄK W ZALEŻNOŚCI OD SUMY OPADÓW I NAWOŻENIA
Instalacja elektryczna ka od 97
stany awaryjne, Automatyka i robotyka air pwr, VI SEMESTR, Notatki.. z ASE, naped elektrryczny lab,
Przekrój zbrojenia w zależności od ilości prętów [1](1)
PN IEC 60364 4 481 Dobór środków ochrony w zależn od wpł zewnętrznych Wybor srodkow ochrony przeciwp
Wykres zależności?sorpcji od długości?li dla roztworu chlorofilu

więcej podobnych podstron