rok 1994/95 |
LABORATORIUM Z FIZYKI |
|
|
||
nr ćw.
51 |
Temat: Pomiar ładunku właściwego e/m elektronu.
|
|
|
||
kier. Elektron. wydz. Elektron. grupa 2.3 |
Nazwisko: Łukasz Tupko |
|
|
||
data |
OCENA |
DATA |
PODPIS |
||
14.12.94
|
|
|
|
||
|
|
|
|
||
1. Zasada pomiaru.
Pomiar polegał na wyznaczeniu odległości odchylenia wiązki elektronów w lampie oscyloskopowej umieszczonej w polu magnetycznym, a następnie na wykorzystaniu odpowiednich zależności matematycznych i fizycznych.
Stosunek ładunku elementarnego elektronu do jego masy obliczono z wzoru:
gdzie:
U[V] - Napięcie katoda-anoda lampy
y[m] - Wielkość odchylenia plamki
R[m] - Promień zwojnicy
n - ilość zwoi
I[A] - natężenie prądu w zwojnicy
L[m] - odległość anoda-ekran
2. Schemat układu pomiarowego.
3. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów.
odległość anoda-ekran l= 0,186 0,003 m
promień zwojnicy R=0,300 0,005 m
Napięcie U =1%
Amperomierz : klasa 1 zakres 6A I=0,06 A
Błąd pomiaru wielkości odchylenia przyjęto równy 1mm.
4. Tabele pomiarowe.
Tabela 1
U |
I |
y |
e/m |
|
[V] |
[A] |
[mm] |
[C/kg] |
|
800 |
1,5 |
5 |
2,12E+11 |
3,73E+10 |
800 |
2,5 |
8 |
1,95E+11 |
2,03E+10 |
800 |
3,5 |
11 |
1,87E+11 |
1,28E+10 |
800 |
4,5 |
14 |
1,82E+11 |
8,26E+09 |
1000 |
1,5 |
4,5 |
2,14E+11 |
4E+10 |
1000 |
2,5 |
6,5 |
1,61E+11 |
1,35E+10 |
1000 |
3,5 |
9,5 |
1,75E+11 |
4,6E+08 |
1000 |
4,5 |
12 |
1,68E+11 |
6,14E+09 |
1200 |
1,5 |
3 |
1,14E+11 |
5,99E+10 |
1200 |
2,5 |
6 |
1,64E+11 |
9,82E+09 |
1200 |
3,5 |
8 |
1,49E+11 |
2,53E+10 |
1200 |
4,5 |
11 |
1,70E+11 |
4,51E+09 |
|
|
Średnia: |
1,74E+11 |
0,20E+11 |
5. Przykładowe obliczenia wielkości złożonych.
Obliczenie stosunku e/m dla U=1200V, I=4,5A, y=11mm :
6. Rachunek błędów.
Wartość średnia stosunku e/m wynosi 1,74 * 1011 C/kg
Błąd przeciętny wynosi 0,2 * 1011 C/kg
Błąd maksymalny liczony metodą różniczki logarytmicznej dla wartości jak w punkcie 5 :
7. Zestawienie wyników końcowych.
Obliczona wartość e/m (wartość średnia) wynosi 1,7 * 1011 0,2 * 1011 C/kg
Błąd maksymalny dla pomiaru jak w punkcie 5 liczony metodą różniczki logarytmicznej wynosi
0,5 * 1011 C/kg.
8. Uwagi i wnioski.
Wartość stosunku e/m dla elektronu odczytana z tablic wynosi 1,759 * 1011 C/kg
Wartość otrzymana w ćwiczeniu 1,7 * 1011 C/kg mieści się w granicy błędu przeciętnego
0,2 * 1011 C/kgi w granicy liczonej dla pojedynczego pomiaru metodą różniczki logarytmicznej
0,5 * 1011 C/kg.
Z otrzymanych wyników można wnioskować, że pomiar został wykonany bardzo dokładnie, a otrzymana wartość różni się od wartości rzeczywistej o ok. 0,05 * 1011 C/kg, czyli czterokrotnie mniej niż maksymalny błąd przeciętny i aż 10-cio krotnie mniej niż błąd liczony dla pojedynczego pomiaru metodą różniczki logarytmicznej 0,5 * 1011 C/kg.
Na wartość błędu liczonego dla pojedynczego pomiaru metodą różniczki logarytmicznej największy wpływ miał pomiar wielkości odchylenia. Aby go zmniejszyć, należałoby zastosować dokładniejsze metody pomiaru tej wielkości, a błąd pomiaru przyjąć równy np. 0,5mm.
Wyszukiwarka