4. Оценка погрешностей измерений

5. Погрешности прямых измерений. В данной лабораторной работе прямым методом измеряются две величины: анодное напряжение, анодный ток и ток в соленоиде. Эти величины измеряются приборами, на которых указан класс точности. Оцените Δ(U_а) и Δ(I_с), результат запишите в таблицу 3.1. Погрешность Δ(I_а) на результат измерения удельного заряда электрона практически не влияет.

6. Погрешность измерения критического тока I_кр. Процедура измерения основана на построении двух вспомогательных прямых линий на графике зависимости анодного тока I_а от тока в соленоиде I_с. Оцените сами, насколько мА вы могли ошибиться при нахождении их точки пересечения этих двух линий. Это будет случаная погрешность Δ_с(I_кр). Добавьте к ней ещё приборную погрешность измерения тока в соленоиде Δ(I_с).

7. Погрешность измерения критической магнитной индукции B_кр. Эта величина измеряется косвенным способом, в основе измерения лежит формула (1.10) . Из этой формулы следует, что относительная погрешность измерения B_кр равна относительной погрешности измерения критического тока ε(I_кр), поэтому

. (5.1)

8. Погрешность измерения величины . Требуется для построения графика зависимости. Согласно общему правилу,

. (5.2)

9. Погрешность измерения углового коэффициента k экспериментальной зависимости .

• Проведите на графике зависимости две вспомогательные прямые линии (временно). Обе они должны пройти через планки погрешностей экспериментальных точек и начало координат, но при этом первую из вспомогательных линий надо провести как можно круче, а вторую – как можно более полого.

• Измерьте графическим методом, описанным в пункте 4.4, два предельных значения углового коэффициента, используя сначала первую вспомогательную прямую, затем – вторую. Это будет k_max и k_min.

• Определите погрешность (k) по формуле:

. (5.3)

• Удалите с графика вспомогательные прямые линии.

Если же вы пользовались программой EXCEL, то (k) можно узнать с помощью функции ЛИНЕЙН, которая выдаёт не только параметры прямой линии, но и их погрешности.

10. Погрешность измерения удельного заряда электрона. Значение измеряется косвенно, в основе метода измерения лежит формула (1.10) . Из этой формулы следует, что относительная погрешность измерения равна относительной погрешности измерения углового коэффициента k, так что

. (5.4)

5. Контрольные вопросы

1. От чего зависит траектория заряженной частицы в электрическом и магнитном полях?

2. Что такое удельный заряд частицы?

3. Что такое магнетрон и как он устроен?

4. Зачем в вакуумном диоде надо греть катод?

5. В чём отличие между тем магнитным полем, которое в данной работе считается слабым, от того поля, которое считается сильным?

6. От чего зависит скорость, с которой электрон попадает на анод?

7. Какие зависимости надо исследовать в данной лабораторной работе?

8. Что такое критический ток?

9. Как в данной лабораторной работе измеряется магнитная индукция?

10. В чём состоит метод измерения удельного заряда электрона, применяемый в данной лабораторной работе?