Ćwiczenie A22

1.Andrzej Kluczyński 2.Paweł Kaczorek 1.Paweł Ku.Jacek Mliczek	Zespół nr 32
Wydział Elektryczny	Ocena z przygotowania:
Wtorek 11.15 - 14.00	Ocena ze sprawozdania:
1994.04.19	Zaliczenie:
Prowadzący:	Podpis prowadzącego:

RUCH ELEKTRONU W POLU MAGNETYCZNYM I ELEKTRYCZNYM .

WYZNACZANIE WARTOŚCI e/m

1. PODSTAWY FIZYCZNE

Ruch ładunku w polu elektromagnetycznym. Na ładunek q w polu elektrycznym o nateżeniu E działa

siła F=q E której wartość nie zależy od prędkosci poruszajacego się ładunku. Natomiast pole magnetyczne oddziałuje na ładunki elektryczne siłą zwana siłą Lorentza:

F= q(v B),

gdzie v jest predkoscią ładunku,

B indukcją pola magnetycznego.

Z własnosci iloczynu wektorowego wynika, że wektor siły jest prostopadły do płaszczyzny wyznaczonej przez wektory v i B, a jego zwrot wyznacza reguła śruby prawoskrętnej. Wartość siły Lorentza wynosi F=qvB sin (v,B)

Jak łatwo zauważyć pole magnetyczne nie dziala na ładunek elektryczny wówczas ,gdy ładunek nie porusza się (V=0)lub gdy porusza się w kierunku lini pola magnetycznego (wtedy sinus kata pomiędzy wektorami v i B równy jest 0 ). Siła będzie miala wartość największą gdy ruch będzie odbywal się prostopadle do lini pola B .Calkowita sila dzialająca na ładunek znajdujący się w polu elektrycznym i magnetycznym wyraża się wzorem

F=q(E+VB)

Elektron, który wpada z prędkością V do obszaru , w którym dziala pole magnetyczne B pod dowolny kątem odbywa sie po lini śrubowej o stalym skoku sruby .

W przypadku gdy =/2 elektron porusza sie po okręgu którego promien wyraża się wzorem

R=(mV)/(eB)

W przypadku gdy dziala jednocześnie pole magnetyczne B i pole elektryczne E (o tych samych zwrotach) elektron wpadajcy pod kątem porusza sie po lini śrubowej o zmiennym powiększającym

się skoku śruby

2Opis doświadzczenia

Celem przeprowadzonego doświadczenia bylo oszacowanie wielkosci e/m.Doświadczenie polegało na mierzeniu natężenia prądu anodowego Ia w zaleznosci od prądu płynącego przez solenoid Is przy

stałym napięciu pomiędzy katodą ,a anodą Ua i przy stałym natężeniu żarzenia Iz(patrz rys 2)

.Rozpatrując tę zależność można wyznaczyć e/m Siłę Lorentza można rozłożyćna dwie skladowe

(patrz rys 1) w kierunku środka lampy (wzdłuż promienia) Fr i w kierunku prostopadłym do promienia

Fa. Całkowita siła dzialająca na na elektron będzie miała składowe Fa i eE+Fr

Przy obliczaniu wartości e/m korzystamy ze wzoru

gdzie Ikr - natężenie krytyczne prądu anodowego otczytane z wykresu

rys. 1 SCHEMAT ZESTAWU DOŚWIADCZALNEGO BUDOWA MAGNETRONU

MAGNETRON JEST TO LAMPA ELEKTRONOWA (DIODA) O CYLINDRYCZNEI ANODZIE (A) I OSIOWO UMIESZCZONEJ KATODZIE

rys.2 SIłY DZIAłAJąCE NA ELEKTRON PORUSZAJąCY SIę W MAGNETRONIE

Tabela przedstawia zależność Uak od Iak dla Iż=100 ma.

Uak [V]	0.25	0.5	0.75	1	1.25	1.5
Iak [mA]	8	13	18.5	24	31	37

Charakterystyka przedstawiająca zależność Uak od Iak.

Tabela przedstawi zależność Iż od Iak dla Uak=0.6V.

Iż [ma]	25	50	75	100	110	120	130	140	150
Iak [mA]	0	0	0	19	24.6	36.6	50	65	81

Charakterystyka przedstawiająca zależność Iż od Iak.

Tabela przedstawia zależność Ie od Iak dla Iż=100mA i Uak=0.6V.

Ie [A]	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4
Iak [mA]	16	9	5.3	1.6	0.74	0.42	0.29	0.22	0.18

Rachunek błędów:

Iż=100 + -0.05 mA.

Uak=0.6+ -0.05V.

Wykres zależności prądu anodowego od prądu płynącego przez cewkę.

Wartość prądu krytycznego odczytujemy z wykresu i wynosi ona :

Ikr1= 1.15 + - 0.05A

przy Uak =0.6V i Iż=100mA.

Wartości dane do oszacowania wartości e/m:

m=4 p 10 Tm/A.

N=387[zw/m].

b=4.7 10-3 m.

Oszacowanie wielkości e/m

= 7.07 *1011

Błąd dla obliczonej wartości oszacowuje się za pomocą różniczki zupełnej :

=0.26*

Wartość e/m wraz zbłędem wynosi:

e/m=(7.07 + - 0.26) * 1011

---