Главная | Обратная связь

Теоретическое введение.

Лабораторная работа №32

Цель работы: Определение удельного заряда электрона (отношение заряда к его массе).

Теоретическое введение.

Магнитное поле с силовыми линями параллельными катоду

создается с помощью соленоида S, охватывающего диод. Батарея Ба

создает между катодом и анодом электрическое поле, которое при

используемой форме электродов является радиальным.

Электроды, покидающие катод вследствие эмиссии, под

действием радиального электрического поля летят к аноду (рис. 2а).

При наложении магнитного поля, направленного

перпендикулярно электрическому (нормально скорости электронов),

под действием силы Лоренца траектория электронов искривляется. На

рис. 2б показана траектория электрона при слабом магнитном поле.

При такой величине магнитного поля все электроны достигают анода.

С увеличением индукции магнитного поля В радиус кривизны траектории уменьшается.

При некотором значении В, которое называется критическим, т.е.

В=Вкр траектории электронов имеют вид кривой, показанной на

рисунке 2в, то есть касающиеся поверхности анода. При этом еще все

электроны достигают анода. Дальнейшее увеличение индукции

приведет к уменьшения радиуса кривизны траектории настолько, что

электроны, не долетая до анода, будут возвращаться к катоду (рис. 2г),

анодный ток при этом прекратиться.

Как известно, при движении заряженной частицы в магнитном

поле с постоянной скоростью, направленной перпендикулярно

силовым линиям, траектория движения электрона имеет более

сложный вид, чем окружность (рис. 2г). Причиной отступления

электрона по величине. Величина скорости по мере приближения

электрона к аноду под действием радиального электрического поля

возрастает до некоторого Vmax , зависящего от напряжения U между

анодом и катодом.

Зависимость анодного тока Iа от тока в соленоиде Iс , т.е.

Ia=f(Ic), в случае, если бы все электроны имели одинаковые скорости,

должна была бы предоставлять прямую СД (рис. 3), параллельную оси

абсцисс. В точке Д, абсцисса которой Iкр , характеристика должна

обрываться, т.е. анодный ток должен стать равным нулю.

 

1. Обработка результатов:

 

2. Построим график зависимости анодного тока от силы тока в соленоиде :

 

По графику определим :

3. Расчетная формула:

, где

4. Подсчет результатов:

5. Сравним полученное значение удельного заряда электрона с табличным и рассчитаем относительную погрешность измерения:

 

Вывод:таким образом мы попытались опытным путем определить отношение заряда электрона к его массе.