ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №33-Б

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА В ПЕРЕМЕННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Схема установки приведена на рис.3. На катушки соленоидов L

подаётся переменное напряжение от источника ~ИП. Величина тока регулируется реостатом R и может измеряться амперметром А.

При прохождении через соленоид синусоидального переменного тока I = I_o·sin(w·t)в нём возникает переменное магнитное поле такой же частоты:B = B_o×sin(w·t).

В переменном магнитном поле линия на экране превращается в вертикальную полосу. При одном и том же В размеры а полосы здесь вдвое превышают величину отклонения пятна от начального положения в постоянном магнитном поле. Поэтому, исходя из соотношения (6), с учётом того, что в переменном поле отклонение луча вдвое больше, чем в постоянном, связь между а и индукцией магнитного поля В записывается в виде:

(8)

Здесь k – поправка на неоднородность магнитного поля в месте нахождения трубки. С учётом поправки а_о на геометрию установки формула (8) приобретает вид:

(8a)

Из формулы (8а) следует, что график зависимости размеров полосы а на экране от индукции поля В представляется прямой линией, проходящей через точку а_о на оси ординат. Наклон этой линии пропорционален удельному заряду электрона e/m.

Индукция магнитного поля В измеряется тесламетром Тл, датчик которого находится внутри соленоидов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Включите в сеть установку и дайте прогреться монитору ”Электроника-409” несколько минут. На экране возникнет светлая горизонтальная полоса.

2.Отрегулируйте работу тесламетра в соответствии с указаниями преподавателя. При разомкнутом ключе К установите выходное напряжение источника питания соленоидов U_вых= 20 В.

3.Подайте ток на соленоиды, замкнув ключ К. Установите, с помощью реостата R, ток I = 0,1 А. Определите по тесламетру индукцию магнитного поля Ви размеры полосы а на экране. Значения I, В и а запишите в таблицу.

4.Проводите измерения по п.3 для всех значений сил токов I, указанных в лаборатории. Для каждого тока определяйте индукцию магнитного поля В и размеры полосы а на экране. Все данные записывайте в таблицу.

5.По данным таблицы постройте график зависимости величины а от магнитной индукции В. По наклону графика, в соответствии с формулой (8а), вычислите значение удельного заряда электрона e/m. Этот наклон равен:

Погрешность измерения D(e/m) найдите графическим способом.

6.Сравните полученную величину удельного заряда электрона e/m с табличной величиной.

Значения U, к, b, d и интервал токов I приводятся в лаборатории.

ТАБЛИЦА