Meghatározása specifikus töltés elektron

A cél a munkát. hogy meghatározzák a konkrét töltés az elektron mozgás egy elektron egy diódát elhelyezni olyan mágneses mezőben.

Felszerelés. tábla egy diódát és egy tekercs tápegység, voltmérő, milliammeter, fogóval.

A fajlagos töltés - jellegzetes az elemi részecskék, egyenlő az arány a töltés tömeg. Néhány kísérletben a mérést mindkét töltés és tömeg nem lehetséges, de lehetséges, hogy meghatározza az adott díjat, amelynek értéke lehetővé teszi, hogy a részecske. Specifikus elektron töltése lehet meghatározni, például egy hengeres magnetron.

Magnetron - egy vákuumcső, amelyben a mozgását elektronok vezérli a mágneses mező. Magnetron használják rádiótechnika generálni mikrohullámú rezgések. A felhasznált papír, mint a magnetron vákuumcső - 11P dióda 1C, amely kerül egy mágneses mező a tekercs egy aktuális.

Emittált elektronok a fűtött katód miatt a jelenség a elektronemisszió érdekében, mozgó az anód felé egy elektromos mező. Az elektromos térerősség legfeljebb a katód, és a maradék helyet az elektromos mező gyenge. Ezért, az elektronok felgyorsulnak, közel a katód, majd mozgott szinte állandó sebességgel egy radiális irányban az anód. elektron sebessége V lehet meghatározni a törvény az energiamegmaradás. A potenciális energia az elektron az elektromos mező, amikor mozog a katód felől az anód alakul át kinetikus energia:

ahol E, m - elektron töltése és tömege; U - a potenciális különbség a katód és az anód a dióda.

Ha bekapcsolja a mágneses mező orientált tengelyével párhuzamosan a dióda, így merőleges a sebességvektor, hogy kezd hatni az elektronok a Lorentz-erő

ahol B - a mágneses indukció.

erőirány lehet meghatározni a bal oldali szabály: ha a négy ujjával húzza a sebesség és a távvezetékek szerepelnek a kezét, majd lehajolt a hüvelykujj jelzi az irányt erő a pozitív töltés. Egy negatív elektron - éppen ellenkezőleg. Lorentz-erő merőleges a sebességvektor, ezért ez a centripetális erő. Ezért, az elektron pálya egy körív. Newton második törvénye, hogy a termék a elektron tömege gyorsulás centripetális Lorentz-erő: Ennélfogva a görbületi sugara a röppálya

Mint látható, a növekvő mágneses indukció terén görbületi sugara az ív csökken (ábra. 1). Egy bizonyos értéket a mágneses mező indukció, a cím Bcr kritikus. elektron pályája lesz egy kör, amely érinti az anód. A sugara egyenlő fele a kritikus pályán anód sugara R = R / 2 Ha tovább növeli a mágneses mező, a pályára sugara tovább csökken, és az elektron-pályákat nem nyúl az anód. Az elektronok megszűnik esik az anód, és az erő az anód áram nullára csökken.

Valójában, az elektron sebessége miatt közötti kölcsönhatás egy pár különálló, nem minden elektronok merőlegesen a katód. Ezért az anód áram fokozatosan fog csökkenni, először éri el az anódot lassú elektronok, majd gyorsabban. RMS sebesség, nyert (1) egyenlet felel meg a részét a legmeredekebb csökkenés gráf (ábra. 2).

Megoldása egyenletet (1) és (3) adott R = R / 2, megkapjuk a képlet a számítás a fajlagos töltésű elektron

A mágneses indukció a közepén a tekercs lehet képlettel számítjuk ki:

Ahol = 4p # 8729; 10 -7 H / m - mágneses állandó; N - száma tekercs menetek; JKR - a hatalom a kritikus áram; l - hossza a tekercs; # 946; - közötti szög az irányt a szélsőséges fordulat a tekercs és központja a tengelye körül.

Kísérleti mérése specifikus töltés elektron keletkezik egy laboratóriumban. Ez magában foglalja 1) a modul az elektronikus lámpa belsejében elhelyezett tekercs; 2) tápegység egy ampermérőt mérésére áramerősség a tekercsben, és egy voltmérőt, 3) milliammeter mérésére anódáram (3. ábra). És egy tápegység kábel köti össze.

1. Állítsa a mérési tartomány 20 mA milliammeter. Ellenőrizze a kapcsolatot a modult a „RA” jack. A mutató nullát.

2. kapcsolja be a tápegységet a 220 hálózati B. A változtatható ellenállás, hogy állítsa be az anód feszültség tartományban 12-120 V, minimális átfolyó áram a tekercs (0,5 A). Miután a katód fűtőáram kell jelennie anód áramkört, a detektált milliammeter.

Ismételjük meg a mérést az anódáram, változó áramerősség keresztül egy tekercset a tartományban 0,5 A 1,5 A minden 0,1 A (az egyik részlege a skála a árammérő). Az eredmények vannak írva a táblázatban. 1.

Az áram a tekercs Jkat. A

4. Szerkesszünk egy grafikont erő Jan anódáram áram erőssége a tekercsben Jkat. Mérettáblázat legalább fél oldal. A tengelyek jelzik egységes skála. Közel pont végezzen egy sima görbe, hogy pont volt minimális alakváltozás.

5. Határozza meg a grafikon az átlagos értéke a kritikus áram intenzitását a tekercset az abszcissza jkr középső része, a legmeredekebb csökkenés anódáram (ábra. 2). Record táblázat. 2.

6. Számítsuk ki a (5) képletű, az átlagos értéke a kritikus mágneses mező indukciós tekercsek, behelyettesítve a kritikus áram. Record táblázat. 2.

Kiszámítjuk az átlagos értéke a fajlagos töltés az elektron, amelyet a képlet (4).

7. Rate szisztematikus mérési hiba a konkrét felelős formula

feltételezve, hogy a hiba oka nagyrészt pontatlan meghatározása kritikus áram. Vegyük 2d JKR egyenlő szélességű meredek csökkenése részét (ábra. 2).

9. Ahhoz, hogy a következtetéseket. Rekord eredményt. Hasonlítsuk össze a táblázatos értéke a külön díj az elektron C / kg.

1. Határozza meg a konkrét felelős a részecskék. Maximális részecske fajlagos költség?

2. Record a Lorentz-erő képlet. Hogyan határozza meg az irányt a Lorentz-erő? Magyarázza példákkal.

3. Írja fel az egyenletet Newton második törvénye a mozgás az elektron egy keresztirányú mágneses mező.

4. magyarázza az oka változó a pályáját a elektron a katód és az anód a dióda növekvő mágneses mező. Adjuk kritikus indukció.

5. Magyarázza anód jelenlegi függőségét az erő növelésével mágneses mezőt. Miért jelenlegi recesszió nem fordul elő hirtelen a kritikus értéket indukciós?

6. képletek kiszámításához az adott díjat az elektron mozgás a magnetron.