4.1.4. Порядок выполнения работы

1. Включить на прогрев все электронные измерительные приборы; время прогрева – не менее 5 мин.

2. Ознакомиться с приборами, заполнить таблицу "Средства измерений", записать данные о параметрах магнетрона (см. прил. 2).

3. Включить ключом источник анодного напряжения. Передвигая движок потенциометра П₂ , установить напряжение U_a =6,00B.

4. Замкнуть ключом цепь накала лампы и дать возможность катоду прогреться (1 – 2 мин).

5. Включить ключом источник тока в цепи соленоида. Провести пробное испытание, постепенно увеличивая ток в соленоиде (с помощью реостата). Следить по микроамперметру за изменениями анодного тока. Вблизи критического тока в соленоиде анодный ток должен быстро уменьшаться с ростом . Приближенно оценить интервал значений тока в соленоиде, в пределах которого анодный ток изменяется наиболее быстро.

6. Снять зависимость анодного тока от силы тока в соленоиде при постоянном анодном напряжении. Ток в соленоиде изменять от нуля через 0,10А, но в интервале , в пределах которого находится , измерения проводить через 0,04 А. Результаты измерений (15 – 20 точек) внести в табл. П.2.1. По экспериментальным данным в размере тетрадной страницы построить график на миллиметровой бумаге.

4.1.5. Обработка результатов измерений

1. Определение по полученным данным производят одним из двух методов: графическим или численным дифференцированием зависимости .

1.1. Графическое дифференцирование осуществляют так. По парам ближайших точек табл. П.2.1 находят , и и заносят эти результаты в табл. П.2.2. Строят график зависимости . Точку на оси абсцисс, соответствующую максимуму графика, принимают за .

1.2. Численное дифференцирование функции осуществляется с помощью ЭВМ. При работе с ЭВМ все инструкции поступают с экрана дисплея.

2. Расчет удельного заряда электрона по формуле (9).

3. Оценка границ погрешности результата измерения удельного заряда электрона.

Отчет оформляется по форме, приведенной в прил. 2.

4.1.6. Контрольные вопросы и задачи

1. В каком случае траектория электрона, движущегося в однородном магнитном поле, представляет собой окружность?

2. При каких условиях траектория электрона, движущегося в скрещенных электрическом и магнитном полях, будет прямолинейной?

3. Получить расчетную формулу для определения удельного заряда электрона по методу магнетрона.

4. Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U=104 и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое (E=10 кВ/м) и магнитное (B = 0,10 Тл) поля. Найти удельный заряд частицы, если, двигаясь перпендикулярно к обоим полям, частица не испытывает отклонения от прямолинейной траектории.

Ответ: = 48 МКл/кг.

Приложение 1

Магнитная индукция поля соленоида без сердечника на его оси может быть найдена по формуле

(П.1.1)

где – общее число витков соленоида; – сила тока в соленоиде; – его длина; и – углы между осью соленоида и радиусами - векторами, проведенными от его середины к крайним виткам (см. рисунок).