Wstęp teoretyczny.

Jeżeli w jednorodnym polu magnetycznym wstrzelimy prostopadle do linii sił tego pola elektron

(o ładunku = -e) z prędkością ν ,to na ten ładunek działa siła:

gdzie:

-wektory pola elektrycznego i indukcji magnetycznej;

q-dodatni ładunek próbny;

-wektor prędkości ładunku;

W tym przypadku =0,a q=-e,co prowadzi do związku :

Wynikiem działania siły na elektron będzie zakrzywienie jego toru w płaszczyznie prostopadłej do kierunku wektora .Ponieważ elektron wciąż porusza się w kierunkach prostopadłych do ,to kąt α stale wynosi π/2 i wartość bezwzględna siły Lorentza jest stała ,a więc torem elektronu jest okrąg .Zjawisko to zwie się

efektem magnetronowym .Posłuży ono do wyznaczenia wartości e/m.

Aby tego dokonać należy określić równocześnie trzy wielkości fizyczne :wielkość indukcji magnetycznej,prędkość wstrzelenia elektronu w pole oraz promień okręgu ,po którym on krąży w polu magnetycznym.Trudno jest wyznaczyć przy ustalonym polu magnetycznym krzywiznę toru elektronu ,więc w ćwiczeniu odbędzie się postępowanie odwrotne -- poszukamy pola o takiej indukcji B ,aby elektron krążył z góry wyznaczonym torze (określ. r).

Do tego służy dioda lampowa ,w której cięki drut (katoda) umieszczony jest w osi cylindrycznej anody .Elektrony wychodzące z tejże katody biegną promieniście do anody uzyskując przy tym prędkość

gdzie Ua jest napięciem przyłożonym między katodę i anodę .

W diodzie lampowej o promieniach anody i katody (odpowiednio ra i rk ;ra <rk)

tor elektrony zostanie tak zakrzywiony ,aby był on styczny do powierzchni anody,czyli promień musi wynosić:

Wartość indukcji w której sytuacja ta nastąpi nazwiemy krytyczną i oznaczymy Bkr

Dioda lampowa umieszczona jest w polu magnetycznym wytwarzanym przez cewkę z prądem .Zneając natężenie w polu magnetycznym prądu I płynącego w solenoidzie można wyznaczyć indukcję magnetyczną pola w pobliżu środka cewki za pomocą wzoru :

B = β I

gdzieβ oznacza empirycznie wyznaczoną stałą .

Rys. Układ w którym jest badany efekt magnetronowy

W doświadczeniu badana jest zależność prądu anodowego Ia funkcji B przy ustalonym napięciu anodowym

---