Laboratorium Podstaw Fizyki

Nr ćwiczenia 52 (Część 1)

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie ładunku właściwego elektronu metodą Thomsona (poprzecznego pola magnetycznego)

Wykonawca
Imię i Nazwisko nr indeksu, wydział	Paweł Klima 179250, Informatyka i Zarządzanie
Termin zajęć: dzień tygodnia, godzina	Czwartek , 15:15 - 16:45
Data oddania sprawozdania	17.12.2009
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego kurs………………………………………………

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawionego

1. Opis teoretyczny

Ładunkiem właściwym elektronu nazywamy stosunek wartości bezwzględnej ładunku elektrycznego elektronu do jego masy spoczynkowej i oznaczamy go e/m. Ładunek właściwy elektronu po raz pierwszy został zmierzony w 1897 przez Thomsona.

Pole magnetyczne wytwarzane jest przez dwie cewki Helmholtza ustawione symetrycznie po obu stronach lampy oscyloskopowej. Po włączeniu zasilania lampy i wstępnej regulacji jasności , ostrości i położenia zerowego plamki świetlnej na ekranie , włączono prąd do obwodu cewek i regulując jego natężenie przesunięto plamkę o wartość y. Następnie przesunięcie to skompensowano przez doprowadzenie do płytek odchylających odpowiednio dobranej wartości napięcia U , przy którym plamka powróci w położenie zerowe.

2. Przebieg ćwiczenia.

1. Zmontować układ według schematu.

2. Ustawić pokrętła regulatorów stabilizatorów napięć na położenie zerowe.

3. Wyregulować jasność i ostrość plamki oraz ustawić plamkę na środku ekranu lampy oscyloskopowej.

4. Ustawić plamkę na pozycji y=5, y=10, y=15. Przesunięcie sokompensowac. Dla każdego wychylenia odczytać wartość z mierników.

5. Powtórzyć pomiar dla y=-5, y=-10, y=-15.

6. Uśrednić poszczególne wyniki I oraz U dla każdego wychylenia plamki. Obliczyć
   oraz
   .

7. Wyznaczyć B oraz e/m dla wszystkich wychyleń y.

3. Tabele pomiarowe.

Tabela 1a.

y	∆y	I			U			B	∆B
[m]		[A]			[V]			[T]		[C/kg]
-0,015	0,005	0,0352	0,035467	0,000133	32,9	33,266667	0,233333	0,0002922524	0,0000001184	-147533050602,386	-7834214777,590
												0,0356			33,7
												0,0356			33,2
		-0,01										0,0251	0,025467	0,000203	23,6	23,733333	0,066667	0,0002098504	0,0000001801	-136095590617,229	-6774462201,863
												0,0255			23,8
												0,0258			23,8
		-0,005										0,0135	0,013600	0,000100	12,2	12,366667	0,218581	0,0001120667	0,0000000888	-124329551196,611	-8017646275,199
												0,0135			12,8
												0,0138			12,1
		0										0,00103	0,001037	0,000003	0,5	0,566667	0,033333	0,0000085423	0,0000000030	0,000	0,000
												0,00104			0,6
												0,00104			0,6
		0,005										0,01111	0,011620	0,000267	10,3	10,466667	0,218581	0,0000957511	0,0000002368	144143699778,781	10235219708,161
												0,01201			10,9
												0,01174			10,2
		0,01										0,0235	0,023833	0,000167	23,7	23,700000	0,173205	0,0001963914	0,0000001480	155170191210,443	8374172111,894
												0,024			23,4
												0,024			24
		0,015										0,0366	0,036533	0,000233	35,8	35,766667	0,033333	0,0003010419	0,0000002072	149492928942,189	7091306920,688
												0,0361			35,8
												0,0369			35,7

Tabela 1b.

[C/kg]		[%]
5835518216,455	439196498,013	7,526%

Wzory i obliczenia

Obliczenia dla y=-0,015 m

μ₀= 4π*10^-7 N/A²

n- 650 ± 2

R- (50 ± 1)mm =(0,05 ± 0,001)m

a-(38 ± 1)mm = (0,038 ± 0,001)m

Obliczenia dla wszystkich y

d=(4 ±0,1)mm = (0,004 ± 0,0001)m

D=(110 ± 1)mm = (0,11 ± 0,001)m

L=(90 ± 1)mm = (0,09 ± 0,001)m

4. Spis przyrządów.

1. Urządzenie do pomiaru e/m typu LO-01.

2. Zasilacz sieciowy typu ZJ-201.

3. Zasilacz lampy oscyloskopowej typu ZO-501.

4. Stabilizator napięcia typ 103.

5. Stabilizator napięcia typ 111.

6. Miliamperomierz.

7. Woltomierz.

8. Lampa oscyloskopowa.

5. Uwagi i wnioski.

Pomiary oscyloskopowe nie pozwalają na uzyskanie wielkiej dokładności. Przyczyna tego są zbyt duże rozmiary plamki świetlnej w stosunku do mierzonych wychyleń oraz nieostrość jej brzegów.

Pomijając jednak ten problem można zmierzyć za pomocą oscyloskopu zmienne napięcie pomiędzy poszczególnymi zaciskami dzielnika napięcia, a uzyskany wynik określić jako dość dokładne.

1

---