E11	ŁUKAWSKI RAJMUND	WMiBM
	Wyznaczanie stosunku e/m metodą magnetycznego ogniskowania strumienia elektronów
23.IV.2001r.

1. Teoria

Lampa oscylograficzna służy do obserwowania zmian napięcia lub natężenia prądu. Źródłem elektronów jest jak w innych lampach, żarzona katoda K. Katodę otacza cylinder metalowy cylinder Wehnelta. 0d strony ekranu w cylindrze znajduje się mały otwór, przez który wybiega wiązka elektronów. Cylinder Wehnelta posiada ujemny ładunek względem katody. Wartość tego potencjału decyduje o ilości wysłanych elektronów i jasności plamki na ekranie. Ekranem E jest przednia ściana zewnętrznej szklanej obudowy lampy. Ekran pokryty jest luminoforem, który świeci pod wpływem padających elektronów. Wewnętrzne ścianki lampy od ekranu aż do układu anod są pokryte grafitem połączonym z katodą, przez co na szkle nie gromadzą się ładunki elektryczne. Elektrony wybiegające z katody posiadają małą prędkość i tworzą wiązkę rozbieżną. Przyspieszone zostają przez pole elektromagnetyczne wytworzone pomiędzy katodą i anodą. Wiązkę można zogniskować, stosując odpowiednio dobrany przebieg potencjału przyspieszającego. W praktyce osiągamy to przez zastosowanie dwóch anod o odpowiednio dobranych wartościach napięcia. Sterowanie wiązką elektronów odbywa się prze zastosowaniu dwóch kondensatorów płytkowych. Ogniskowanie elektronów można spowodować stosując podłużne pole magnetyczne wytworzone przez magnesy pierścieniowe.

Przez pojęcie ładunku właściwego rozumiemy wartość ilorazu e/m, gdzie e oznacza wartość ładunku elektronu swobodnego, natomiast m wartość jego masy spoczynkowej. Wielkość e/m jest jedną z podstawowych stałych fizycznych, pojawiających się w elektrodynamice klasycznej i kwantowej. Stąd też jej wyznaczanie z bardzo dużą dokładnością jest bardo ważne.

2. Obliczenia

- Napięcie anodowe zmieniamy od zakresu 600V co 100V, aż do uzyskania 1400V;

Ua [V]	I [mA]
600	2300
700	2500
800	2550
900	2700
1000	2850
1100	3000
1200	3100
1300	3250
1400	3400

- Wyznaczam stosunek e/m dla każdego z pomiarów;

gdzie:

μ0 -przenikalność magnetyczna próżni

Ua -napięcie anodowe

J -natężenie prądu w cewce

h -0,105 m - odległość od płytek odchylających do ekranu lampy oscyloskopowej

długość zwojnicy - 0,375 m

liczba zwojów zwojnicy -690

n -liczba zwojów na jednostkę długości

Dla 600V

e/m = 79*600/(|1,2566*10^-6*2,3*1840*0,105|)²=1,52*10^-11

Dla 700V

e/m = 79*700/(|1,2566*10^-6*2,5*1840*0,105|)²=1,50*10^-11

Dla 800V

e/m = 79*800/(|1,2566*10^-6*2,55*1840*0,105|)²=1,65*10^-11

Dla 900V

e/m = 79*900/(|1,2566*10^-6*2,7*1840*0,105|)²=1,66*10^-11

Dla 1000V

e/m = 79*1000/(|1,2566*10^-6*2,85*1840*0,105|)²=1,64*10^-11

Dla 1100V

e/m = 79*1100/(|1,2566*10^-6*3*1840*0,105|)²=1,64*10^-11

Dla 1200V

e/m = 79*1200/(|1,2566*10^-6*3,1*1840*0,105|)²=1,67*10^-11

Dla 1300V

e/m = 79*1300/(|1,2566*10^-6*3,25*1840*0,105|)²=1,65*10^-11

Dla 1400V

e/m = 79*1400/(|1,2566*10^-6*3,4*1840*0,105|)²=1,62*10^-11

3.Rachunek błędów metodą różniczki zupełnej dla pierwszego pomiaru.

Klasa dokładności amperomierza-0,5 ,zakres7,5A ΔJ= 0,0375 A

Klasa dokładności woltomierza-1,5 ,zakres 1,5V ΔU= 0,0225 V

4.Wnioski

Wielkość e/m jest jedną z fundamentalnych stałych fizycznych, stąd wyznaczenie jej z bardzo dużą dokładnością znajduje nadal zainteresowanie wśród fizyków.

---