1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ

Цель работы - получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона.

При достаточно малых анодных напряжениях (при кот. не достигается ток насыщения) зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуумном диоде описывается законом Богуславского-Ленгмюра

, где k=1,5,где величина С для диода с цилиндрическим анодом и катодом равна

Здесь =8,85^.10^-12 Ф/м, – радиус анода, – некоторый экспериментально подбираемый численный коэффициент.

Устройство простейшей электронной лампы, содержащей всего 2 электрода, показано на рисунке. В стеклянный баллон, из кот. выкачан воздух до давления порядка 10^-5 Па, впаяно 2 металлических электрода: катод, представляющий собой тонкую вольфрамовую нить, и цилиндрический анод. Катод располагается вдоль оси симметрии анода. Заметим, что в некоторых лампах анод разделён на три секции. Наружные секции A’ называются охранными кольцами. Они имеют потенциал центральной секции A и служат для уменьшения рассеяния поля вблизи неё.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Для U_H1=4,7 В:

i	UR	UA
1	1.6	8.9
2	3.9	16.8
3	6.9	23.3
4	10.7	30.7
5	14.0	36.5
6	17.7	42.8
7	21.2	48.3
8	25.2	55.1
9	29.5	61.7
10	33.2	67.9

Для U_H2=4,4 В:

i	UR	UA
1	1.7	9.0
2	3.8	16.0
3	7.0	23.3
4	10.1	29.9
5	13.7	36.3
6	17.6	43.8
7	20.9	49.2
8	24.4	56.2
9	28.5	63.3
10	31.5	70.1

3. РАСЧЁТЫ

Вычисляем значения анодного тока I, анодного напряжения U_A и логарифмов этих величин:

Для U_H1=4,7 В:

ln(I)	ln(Ua)
-10,9	0,7
-8,1	2,3
-7,2	2,8
-6,6	3,2
-6,3	3,4
-6,0	3,6
-5,8	3,8
-5,6	3,9
-5,4	4,0
-5,3	4,2

Для U_H2=4,4 В:

ln(I)	ln(Ua)
	-0,7
-8,1	2,2
-7,2	2,8
-6,6	3,2
-6,2	3,4
-6,0	3,6
-5,7	3,7
-5,5	3,9
-5,4	4,0
-5,2	4,1

Результаты округляются до десятых, так как по ним строится график зависимости ln(I)(ln(U_A)).

По графику определяем:

Для U_H1=4,7 В:

Ln(C)= -11,1 K= 1,51 C=1,38*10^-5

Для U_H2=4,4 В:

Ln(C)= -11,4 K= 1,55 C= 1,12*10^-5

Средние значения:

Ln(C )= -11,25 K= 2,53 C= 1,25*10^-5

Используя вышеприведённую формулу, рассчитываем удельный заряд электрона:

1,89*10¹¹ ()

4. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Оценка погрешности для C как результата измерений.

а) Прямые измерения.

Величина вычисляется по графику ln(I)(ln(U_A)):

б) Косвенные измерения.

Относительная погрешность вычисляется по формуле:

Вывод: Значение погрешности объясняется главным образом неточностью измерения величины ln(C) по графику ln(I)(ln(U_A)), то есть погрешность является случайной погрешностью прямых измерений.

5. РЕЗУЛЬТАТ

_{Табличное значение составляет}

_{Нами получено}

_{Видно, что табличное значение с учётом погрешностей попадает в экспериментально най денный интервал.}

Окончательный результат при a_дов=0,95: