Лабораторная работа № 19

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА

С ПОМОЩЬЮ ПРИБОРА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СВОЙСТВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ

Оборудование: прибор для демонстрации свойств электронных пучков, источник тока, амперметр, зеркальная линейка.

Выполнение работы

Описание прибора:

В основе работы прибора лежит принцип взаимодействия электронного пучка газоразрядной трубки с однородным магнитным полем, создаваемым катушками Гельмгольца. В газоразрядной трубке с помощью электронной пушки создается пучок электронов. Его яркость, величина, и форма регулируются ручками «Анод» и «Фокус». Расположен пучка электронов относительно силовых линий магнитного поля можно изменить поворачивая газоразрядную трубку вокруг своей оси. Величину магнитного поля можно регулировать, изменяя напряжение питания катушек.

Приготовьте установку.

а) цепь газоразрядной трубки замкните на соответствующие клеммы источника ИЭПП – 1

б) цепь катушек Гельмгольца замкните на источник ВУП-2, последовательно включаем амперметр.

Включите источники питания.

Выдержите прибор включенным 5-7 мин.

В темноте сфокусируйте луч и добейтесь наибольшей яркости.

При увеличивая напряжение на катушках Гельмгольца, наблюдается закручивание луча в спираль.

Поворачивая газоразрядную трубку вокруг своей оси, превратите спираль в замкнутое кольцо.

С помощью зеркальной линейки измерьте радиус кольца при 5- 6 значениях силы тока в цепи катушек (сила тока не должна превышать 1 А).

Работа электрического поля в электронной пушке (eU) превращается в кинетическую энергию электрона ():

, (1)

где e - заряд электрона, Кл

m - масса электрона, кг

U - ускоряющее напряжение на аноде, В равное 225 В

V - скорость электрона, м/с.

Сила Лоренца сообщает электрону центростремительное ускорение

, (2)

, (3)

где B - магнитная индукция,

r -радиус окружности («кольца»), м

Из формул (2)- (3) следует

. (4)

Вектор магнитной индукции определяется из выражения:

, (5)

где I - сила тока в катушках, А

N - число витков = 446

R - радиус катушек R = 0,15 м

- магнитная постоянная

Подставляя (5) в (6) получается

(7)

Вычислите по формуле 7 удельный заряд электрона.

Результаты внесите в таблицу.

№	R, м	I, A	,

10. Сделайте выводы.

Дата добавления: 2014-11-07