Выполнение работы

Перед выполнением работы изучите экспериментальную установку (рис.1).

Включите источники питания электронно-лучевой трубки (рис. 1, поз. 2) и катушек Гельмгольца (рис. 1, поз. 4) выключателями, расположенными на их задних стенках.

Установите следующие значения напряжений на электронно-лучевой трубке:

- вращением регулятора напряжения (0 – 50) В (рис.7, поз.1) по часовой стрелке установите напряжения 25 В;

- вращением регулятора напряжения (0 – 300) В (рис.7.поз.2) по часовой стрелке установите напряжение 240 В.

Рис.7. Вид передней панели источника питания электронно-лучевой трубки. 1 – ручка регулирования напряжения (0 – 50) В; 2 – ручка регулирования напряжения (0 – 300) В.	Рис.8. Вид передней панели источника питания катушек Гельмгольца. 1 – ручка регулирования напряжения; 2 – ручка регулирования ограничения тока.

Ручку регулирования ограничения тока на источнике питания катушек Гельмгольца (рис.8.поз.2) установите вращением по часовой стрелке в крайнее правое положение, а ручку регулирования напряжения (рис.8.поз.1) установите в крайнее левое положение, повернув против часовой стрелки.

Включите мультиметры (рис.1, поз.5), кнопками, расположенными на их передних панелях (рис.6, поз.1). На мультиметре, подсоединенном к источнику питания электронно-лучевой трубки, переключатель рода работ (рис.6. поз.2) установите в положение 1000 В, а на мультиметре, измеряющем силу тока в катушках Гельмгольца, переключатель рода работ которого поставьте в положение 20 А.

Если величина тока, протекающего в катушках Гельмгольца равна нулю, то магнитное поле внутри электронно-лучевой трубки отсутствует. При этом в ней формируется вертикальный электронный луч, который при прохождении в аргоне оставляет след, видимый в затемненном помещении.

Постепенно увеличивая ток в катушках Гельмгольца вращением регулятора напряжения источника (рис.8.поз.1), можно наблюдать искривление луча с последовательным попаданием его на шкалу, по которой фиксируются диаметры траектории, соответственно от 10 см до 4 см. Для каждой такой траектории с помощью мультиметра измерьте силу тока в катушках Гельмгольца. Величина напряжения на электронно-лучевой трубке определятся показаниями второго мультиметра.

Компонента индукции магнитного поля рассчитывается по формуле (4) с учетом того, что для катушек, используемых в установке, , . Оцените степень неоднородности магнитного поля в области движения электронного пучка. Если позволяет точность, то расчет может быть произведен с помощью упрощенной формулы (5).

Результаты измерений и расчетов внесите в таблицу.

Таблица

№ п/п	d, см	I, А	U, В	, Тл

Вычислите с помощью выражения (3) удельный заряд электрона для каждой траектории, его среднее значение и погрешность.

Контрольные вопросы

1. Что такое сила Лоренца?

2. Выведите формулу (3).

3. Оцените возможность использования нерелятивистского приближения.

4. Оцените с помощью формул (4) неоднородность магнитного поля для наблюдаемых траекторий движения электронов.

5. Оцените погрешность определения удельного заряда электрона в данном эксперименте с учетом всех измеряемых параметров.

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Астрель, АСТ. 2001 – кн.2, §6.5.