Sprawozdanie z ćwiczenia A-22

Kaczmarek Mariusz Kulicki Piotr	zespół 9
Elektryczny	ocena z przygotowania :
Poniedziałek godz. 8^15-11^0 0	ocena ze sprawozdania :
1995.04.24	zaliczenie:
Prowadzący

Ruch elektronu w polu elektrycznym i magnetycznym.

Wyznaczanie wartości e/m.

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest pomiar stosunku ładunku elektronu do jego masy (e/m). Liczba ta pozwala nam obliczyć masę elektronu przy znanym jego ładunku.

Ponadto należy zaznajomić się z prawami fizyki, zjawiskami, jakie zachodzą w przeprowadzonym doświadczeniu.

Konieczne jest także wyjaśnienie zasad, jakie rządzą w polu magnetycznym i elektrycznym ruchem elektronu i związanej z tym siły Lorentza. Celem naszego ćwiczenia jest także zapoznanie się i zrozumienie metod pomiaru stosunku e/m. Ponadto należy umieć wyjaśnić zachowywanie się pomiarów prądów odczytywanych z mierników, a także należy umieć wytłumaczyć istotę obrazów jakie możemy zaobserwować na ekranie oscyloskopu (metoda ogniskowania wiązki elektronowej).

Kolejnym etapem naszego ćwiczenia jest opracowanie wyników. Należy sporządzić wykres zależności prądu anodowego magnetronu od prądu w cewce, a następnie określić graficznie wartość prądu krytycznego i jego błąd.

Obliczyć e/m, określić błąd, porównać z wartością rzeczywistą.

2.Podstawy fizyczne:

a) Ruch ładunku q w polu elektrycznym i magnetycznym.

Na ładunek q w polu elektrycznym o natężeniu E działa siła F = qE .

Natomiast na ładunek poruszający się z prędkością V w jednorodnym polu magnetycznym o indukcyjności B działa siła Lorentza:

α - kąt jaki tworzy wektor prędkości V z kierunkiem pola B

Wektor siły Lorentza jest prostopadły do płaszczyzny, jaką tworzą wektory prędkości i indukcji.

Jeżeli:

α = 90° , to wartość siły największa

α = 0° , to wartość siły równa się zero

Pole elektryczne powoduje przyspieszenie ruchu ładunku, natomiast pole magnetyczne odchyla jego tor ruchu. Przy jednoczesnym działaniu obu pól, torem ruchu jest spirala o wzrastającym skoku (skutek przyspieszenia) w funkcji czasu. Spirala leży na powierzchni walca, którego tworząca pokrywa się z kierunkiem początkowym składowej równoległej prędkości. Mamy tu więc doczynienia ze złożeniem dwóch ruchów (po okręgu i postępowego).

Jeżeli na ładunek będzie działało tylko pole magnetyczne oraz wektor prędkości będzie prostopadły do wektora indukcji, to będzie się on poruszał jednostajnie po okręgu, ponieważ działająca siła Lorentza jest siłą dośrodkową.

W przypadku ruchu po spirali wektor prędkości rozkładamy na składową prostopadłą i równoległą do wektora indukcji:

V = V⋅sinα V = V⋅cosα

Siła Lorentza ma więc postać:

F = q⋅V ⋅B

Ruch w tej płaszczyźnie jest ruchem po okręgu, więc:

Wyszukiwarka