4.3. Описание установки и метода измерений

Для определения удельного заряда электрона используется двух- электродная лампа, включенная по схеме, данной на рис. 4.3.а.

Лампа помещена в центральную часть соленоида, схема включения которого приведена на рис.4.3.б. Ток в цепи соленоида устанавливают с помощью реостата R_с.

а)	б)
Рис.4.3

Реостатом R_a поддерживается постоянное анодное напряжение U_а. Анодный ток измеряется миллиамперметром mA. Для определения критического тока I_{с кр} снимают график зависимости анодного тока I_a от тока в соленоиде I_с, экспериментальные кривые I_a = I_a (I_c) не будут делать вертикаль-

Рис.4.4

ного сброса силы анодного тока при определенном значении Ic (риc.4.4), что объясняется разбросом в начальных скоростях электронов, покидающих катод. Для определения Ic кр нужно провести графическое дифференцирование полученных кривых. Ic кр соответствует максимуму на графике зависи-

мости от I_c (эта зависимость показана пунктиром на рис.4.4). Вместо графического дифференцирования можно ограничиться нахождением точки на графике I_а = I_а (I_с), в которой касательная имеет максимальный наклон (это делается с помощью линейки). Соответствующее значение I_c и будет критическим.

4. Выполнение работы и обработка результатов

1. Включить схему, собранную согласно рис.4.3, в сеть 220 В.

2. После 3 минут прогрева катода установить одно из рекомендованных значений анодного напряжения U_а.

3. Увеличивая ток в цепи соленоида ступенями по 0,1 А. Записать для каждого значения силы тока соленоида I_c соответствующее значение анодного тока I_а. При этом анодное напряжение следует поддерживать постоянным.

4. Опыт повторить для трех анодных напряжений (указывает преподаватель).

5. По результатам опыта для каждого U_а на миллиметровой бумаге построить график зависимости анодного тока от тока в соленоиде (на одном рисунке).

6. Из графиков найти критический ток I_{с кр} в соленоиде для каждого значения U_а, затем по формуле (4.7) вычислить е/m. Из трех значений для е/m взять среднее арифметическое.

7. Оценить погрешность вычислений.

8. Используя табличные данные для заряда и массы электрона, рассчитать величину удельного заряда электрона. Сравнить с экспериментально полученной величиной е/m.

4. Контрольные вопросы

1. Что называют удельным зарядом электрона?

2. Какие силы действуют на электрон при его движении между электродами лампы? Чему они равны и как направлены?

3. По какой траектории движется электрон при наличии Е и В.

4. Что такое критическое поле В_кр и критический ток I_{c кр}?

5. Как определяется е/m электрона в данной работе?

6. Почему спад на кривой зависимости I_а от I_с получается не в виде ступеньки, а размытым?

Литература. [1, §§18.1; 2, §§ 37; 3, §§ 72-74].

5. Изучение физических свойств ферромагнетиков

Цель работы: изучение зависимости магнитной индукции B в веществе от напряженности H внешнего магнитного поля. Определение зависимости магнитной проницаемости m от напряженности магнитного поля Н. Определение коэрцитивной силы и остаточной индукции.

Приборы и принадлежности: ферритовый тороид, осциллограф, генератор синусоидальных сигналов, цифровой вольтметр, амперметр, резисторы, конденсатор.