6 Порядок виконання роботи

1. Уважно знайомлюсь з лабораторною установкою. На аркуші міліметрового паперу розкреслюю заготовку для побудови картини електричного поля у масштабі 1:2.

2. За вказівкою викладача закріплюю у ванні електроди потрібної форми.

3. Вмикаю блок живлення, встановлюю напругу U= В.

4. Поміщаю зонд поблизу одного з електродів.

5. Визначаю покази вольтметра і фіксую координату цієї точки на папері

6. Знаходжу ще 3-5 точок з таким же потенціалом.

7. Переміщаю зонд від електрода на 1-2 см і повторюю дії відповідно п.6.5 і 6.6.

8. Продовжую дії відповідно п.6.7-6.5-6.6, до наближення до протилежного електрода.

9. Вимикаю установку.

10. З'єдную плавними кривими коорди нати точок однакового потенціалу. Біля кожної лінії вказую, якому показу вольтметра вона відповідає.

11. Проводжу декілька силових ліній поля.

Рисунок 6.2 – Картина електростатичного поля

12. Підраховую напруженість у трьох точках, вказаних викладачем, за формулою , де l – відстань від даної точки до центра пластини, що має від’ємний потенціал.

Е₁=

Е₂=

Е₃=

Висновок:

1 Мета роботи

1.1 Експериментально визначити питомий заряд електрона.

2 Прилади і обладнання

2.1 Магнетрон (або еквівалентна йому електронна лампа).

2.2 Соленоїд.

2.3 Амперметр.

2.4 Вольтметр.

2.5 Джерела живлення.

3 Вказівки з техніки безпеки

3.1 Перед увімкненням установки необхідно ознайомитися з даними методичними вказівками. Після цього у викладача і відповідального лаборанта або інженера, які проводять заняття, взяти дозвіл на увімкнення установки і проведення дослідів.

3.2 Для створення електромагнітного поля в магнетроні використовується високовольтне джерело струму. Тому забороняється без відома інженера або викладача проводити будь-які маніпуляції з кабелями, що живлять устаткування (включати їх, від'єднувати і т.п.).

4 Коротка теорія

Рисунок 7.1 – Загальний вигляд магнетрона:

1 – анод; 2 – катод; 3 – обмотка соленоїда; 4 – цоколь лампи.

Питомим зарядом електрона називається відношення заряду електрона до його маси . В основі експериментального методу визначення лежить метод дослідження руху електронів у взаємно-перпендикулярних електричному і магнітному полях. Останнє здійснюється в спеціальному радіотехнічному приладі, що має назву магнетрон. (рис.7.1).

За відсутності струму в обмотці соленоїда ( ) електрони під дією електричного поля рухатимуться від катода до анода в радіальному напрямі (рис.7.2а) з деякою швидкістю . При підключенні струму до обмотки соленоїда усередині соленоїда виникає магнітне поле з індукцією . Оскільки , що забезпечується конструкцією магнетрона (рис.7.1), на електрони діятиме сила Лоренца:

(1)

з урахуванням вищесказаного

(2)

Рисунок. 7.2 – Вплив індукції магнітного поля на траєкторію електронів (вигляд з торця лампи)

Під дією цієї сили траєкторії електронів почнуть викривлятися (рис.7.2б). У міру збільшення струму соленоїда викривлення траєкторії зростатиме, і при певному значенні електрони починають рухатися по замкнутих траєкторіях, не досягаючи анода (рис.7.2в). В першому набли женні можна вважати, що траєкторія електрона є коло діаметра , де – відстань між поверхнями катода і анода.

Величину струму соленоїда, при якому наступає це явище, називають критичним значенням струму . При струмі соленоїда, рівному критичному значенню, електрони не досягають анода, що приведе до припинення струму в анодному ланцюзі лампи. При подальшому збільшенні радіус орбіти руху електрона змешується (рис.7.2г).