Nr Ćw. 105	Data : 8.11.2009 r.	Imię I Nazwisko : Kończyński Arkadiusz	Wydział : Elektronika i Telekomunikacja	Semestr : I	Grupa : I
Prowadzący : Danuta Stefańska			Przygotowanie :	Wykonanie :	Ocena :

TEMAT: POMIAR STOSUNKU e/m METOD* ODCHYLE* W POLU MAGNETYCZNYM.

1. Wiadomo*ci wstępne.

Na posiadaj*c* ładunek elektryczny cz*stk*, poruszaj*c* si* w polu elektrycznym i magnetycznym, działa siła, zwana siłą Lorentza, określona wzorem:

, (1)

gdzie: q - ładunek cząsteczki, v - jej prędkość E - natęrzenie pola elektrycznego, B - indukcja magnetyczna.

Działanie obu p*l prowadzi w ogólnym przypadku do zmiany wektora prędkości - w polu elektrycznym mo*e si* zmienia* kierunek i warto** prędkości, natomiast w polu magnetycznym warto** prędkości pozostaje sta*a, zmienia si* jedynie jej kierunek.

Nab*j w*a*ciwy jest to iloraz *adunku cz*stki do jej masy (q/m). W celu okre*lenia naboju w*a*ciwego elektronu (e/m) mo*na pos*u*y* si* lamp* oscyloskopow* z odchylaniem magnetycznym w kierunku Y. Pole magnetyczne wytwarzane jest w wyniku przep*ywu pr*du przez uzwojenie umieszczone na zewn*trz lampy. Indukcja magnetyczna B jest wprost proporcjonalna do nat**enia pr*du I:

. (2)

Wsp**czynnik proporcjonalno*ci c okre*lony jest empirycznie. Po wyj*ciu z obszaru pola magnetycznego elektrony biegn* w linii prostej i w ko*cu uderzaj* w ekran fluorescencyjny wywo*uj*c jego *wiecenie. Warunek r*wnowagi si*y odchylaj*cej w obszarze pola magnetycznego i si*y bezw*adno*ci wyra*a r*wnanie:

, (3)

gdzie R jest promieniem krzywizny toru. Szukan* wielko** e/m mo*na na podstawie tego r*wnania przedstawi* w postaci:

. (4)

Pr*dko** mo*na wyrazi* poprzez napi*cie U_a, przyr*wnuj*c energi* kinetyczn* do pracy wykonanej przez pole elektryczne na drodze mi*dzy katod* i anod*:

. (5)

Obliczon* z powy*szego r*wnania pr*dko** wstawiamy do r*wnania (4), podnosimy do kwadratu po czym otrzymujemy:

. (6)

Promie* krzywizny R mo*na natomiast wyrazi* w postaci:

, (7)

gdzie: l - odleg*o** ekranu lampy oscyloskopowej od *rodka cewki, d - *rednica cewki odchylaj*cej, y - odchylenie plamki na ekranie wzgl*dem po*o*enia przy B = 0.

Wstawiaj*c (2) i (7) do (6) otrzymujemy ostateczne wyra*enie, z kt*rego mo*na wyliczy* stosunek e/m na podstawie prostych pomiar*w odchylenia i pr*du:

. (8)

2. Wyniki pomiar*w.

Poniżej zamieszczono tabelkę z odczytanymi wartościami odchylenia plamki na ekranie oscyloskopu pod wpływem zmian natężenia prądu, przy czym dla zerowego prądu cewki położenie plamki:

y'=113[mm]

y=y'-y'0 ,gdzie y'0 to wartość odczytana z podziałki na ekranie oscyloskopu

Lp	I	Odchylenie y[mm]
-	[mA]	Polaryzacja dodatnia	Polaryzacja ujemna
1	29,9	13	-13
2	35,4	16	-15
3	39,8	18	-18
4	45,5	20	-21
5	50,2	23	-23
6	55,1	25	-25
7	59,6	27	-27
8	65	30	-28
9	70,4	31	-32
10	75	34	-34
11	79,9	37	-36
12	84,9	39	-38
13	90,1	42	-41
14	95	44	-43
15	99	47	-46
16	104,9	49	-49
17	110	52	-51
18	115	55	-53
19	120,9	57	-55
20	125,4	60	-59
21	129,9	63	-61
22	135,1	66	-64
23	140,4	68	-67
24	145,1	70	-70
25	150	74	-73

3. Obliczenia.

-Dla pomiaru nr 1:

I = 29,9 [mA]

y=13

Lp	e/m	e/m
-	⋅10^1^1 [C/kg]	⋅10^1^1 [C/kg]
1	1,569	1,569
2	1,696	1,490
3	1,698	1,698
4	1,604	1,768
5	1,742	1,742
6	1,709	1,709
7	1,703	1,703
8	1,768	1,540
9	1,609	1,715
10	1,706	1,706
11	1,78	1,685
12	1,751	1,663
13	1,804	1,719
14	1,78	1,700
15	1,871	1,792
16	1,811	1,811
17	1,855	1,784
18	1,898	1,763
19	1,845	1,718
20	1,9	1,837
21	1,952	1,830
22	1,981	1,863
23	1,947	1,890
24	1,932	1,932
25	2,02	1,966

- Średnia arytmetyczna:

/ = 1,744

- Odchylenie standardowe:

4. Wnioski.

Por*wnuj*c z tablicami warto** dok*adn* naboju w*a*ciwego elektronu (1.7588047⋅10¹¹ C/kg) widzimy, *e otrzymana warto** jest obarczona sporym b**dem. B**d ten mo*e wynika* z niedok*adno*ci amperomierza analogowego oraz z b**d*w wnoszonych przez lamp* oscyloskopow* m.in. du*ej wielko*ci plamki na ekranie i niedok*adno*ci podzia*ki.

---