Выполнение работы

Задание 1. Определение удельного заряда электрона

1. С помощью универсального блока питания УБП 1 (рис.1) установите следующие значения напряжений на ЭЛТ:

а) регулятором напряжения 0…-50 В установите –25 В;

б) регулятором напряжения 0…300 В установите на-

пряжение, указанное в приложении.

Величину напряжения контролируют по мультиметру М1.

- 7 -

1. Включите универсальный блок питания УБП 2. Регулируя значения напряжения 0…12 В и тока в катушках в пределах 0…2,8 А, добейтесь свечения шкалы Ш (рис.2). Ориентировочные значения тока, соответствующего установленному анодному напряжению и радиусу траектории электронного луча, приведены в приложении. Величину тока в катушках Гельмгольца контролируют по мультиметру М2.

Внимание. Максимальное значение допустимого непрерывного тока в катушках Гельмгольца не должно превышать 5 А.

1. Занесите показания вольтметра и амперметра в таблицу1.

Таблица 1

№ п/п	r	U	I	B	е/m	D(е/m)	e
10-2 м	B	A	Тл	Кл/кг	Кл/кг	%
Ср.

1. Добейтесь свечения следующих шкал путем изменения значений тока и напряжения на катушках Гельмгольца.
2. Для каждого измерения вычислите магнитную индукцию В

внутри кольцевой системы по формуле (5).

1. По формуле (4) вычислите удельный заряд электрона e/m. Результаты вычислений занесите в таблицу 1.
2. Вычислите среднее значение удельного заряда электрона.
3. Сравните табличное значение удельного заряда (e/m)_T со средним экспериментальным <e/m>. Оцените абсолютную и относительную погрешности измерений.

Относительную погрешность определять по формуле

- 8 -

Задание 2. Определение магнитомеханического отношения.

1. По данным задания 1 вычислите: а) среднюю скорость электронов по формуле (1); б) период вращения электронов по формуле ; в) орбитальный магнитный момент по формуле (11); г) момент импульса по формуле (13); д) магнитомеханическое отношение по формуле (14).
2. Вычислить среднее значение <g>, сравнить с табличным g_т и оценить погрешность по формуле ε = |<g> – g_т|/g_т.
3. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	v	Т	pm	L	g	Dg	e
м/с	с	A×м2	кг м2/с	Кл/кг	Кл/кг	%
Ср.

1. На рисунке указать ориентацию векторов В, р_m, L.
2. По выполненной работе сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается смысл данного метода по определению удельного заряда электрона?

2. Приведите краткую теорию движения заряженных частиц по винтовой траектории в однородном магнитном поле.

3. Как определить величину магнитной индукции в центре катушек Гельмгольца?

4. Как определить орбитальные магнитный и механический моменты и что понимают под магнитомеханическим отношением?

- 9 -

Рекомендуемая литература

1. СавельевИ.В. Курс физики. Т2. М.: Наука. 1989. §§42,43,50.
2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа. 1997. §§ 110, 114, 115.

3. Инструкция по эксплуатации оборудования фирмы “PHYWE”.

Приложение.

Ориентировочные значения анодного напряжения на ЭЛТ и величины тока в катушках Гельмгольца, соответствующих четырем радиусам траектории электронного луча.

U,В
r=2см I,А	2,5	2,6	2,8	-	-	-	-	-
r=3см I,А	1,6	1,7	1,9	2,0	2,2	2,3	2,4	2,5
r=4см I,А	1,1	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
r=5см I,А	0,91	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,4	1,5

- 10 -

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Лаборатория

«Инновационные технологии обучения физике и КСЕ»