Обработка результатов измерений

По полученным табличным значениям I_a = f (I_c)
построить на миллиметровой бумаге “сбросовые “ характеристику для трёх значений анодного напряжения. По каждой из этих зависимостей определить I_c^кр, как указано в методическом руководстве к данной лабораторной работе (рис. 2) и занести в таблицу.

По формуле:

вычислить значение В_кр для соответствующего значения анодного напряжения и занести в таблицу.

Для вычисления удельного заряда электрона формулу, приведённую в руководстве данной лабораторной работы, можно упростить так как отношение a²/b² <<1, поэтому рассчётную формулу можно представить в виде

,

где: U_a - анодное напряжение (см. таблицу 1),

В_кр – соответствующее критическое значение индукции магнитного поля (см. таблицу 1),

b = 9,6 мм (параметр, связанный с геометрией электродов лампы).

В результате измерений для трёх значений анодных напряжений U_a1, U_a2 , U_a3 получены соответствующие значения В_кр.1, В_кр.2, В_кр.3.

Анализ расчётной формулы показывает, что связь между напряжением и В_кр может быть представлена в виде линейной функции, если ввести обозначения:

; тогда , то есть .

Руководствуясь таким представлением, значение e/m можно найти методом наименьших квадратов по формуле (приводится без вывода)

,

а среднеквадратичная ошибка результата определяется по формуле

Для того чтобы избежать путаницы при вычислениях, следует составить вспомогательную таблицу

Таблица 2

xi yi

Заполнив эту вспомогательную таблицу и подставив необходимые значения в формулы, найти величину удельного заряда электрона и погрешность выполненных измерений.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Основные формулы.

3. Полученные экспериментальные данные в виде таблицы.

4. Графики зависимостей.

5. Оценка погрешности полученных результатов.

Контрольные вопросы

1. Как движется заряженная частица в магнитном поле?

2. Как определяется сила Лоренца, действующая на электрон в магнетроне данной установки, и её направление?

3. Что такое «сбросовая» характеристика?

4. Сопоставьте экспериментально определённый удельный заряд электрона с табличным значением?