САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ
__________________________________________________________________________________________
Факультет ___ФТК_______________ К работе допущен ________________________
Группа ___1085/2_________________ (подпись,дата)
Студент _Юрьев Евгений__________ Работа выполнена ________________________
_Юрьевич________________ (лаборант,преподаватель)
Преподаватель _Воробьева Т.В.____ Отчет принят _____________________________
(подпись,дата)
Р А Б О Ч И Й П Р О Т О К О Л И О Т Ч Е Т
по лабораторной работе N _2.09_2.09A_
______________________________________Газоразрядная плазма _______________________________
(название работы)
__________________________________________________________________________________________
1.Задача
2.09
1) Снять ВАХ электрозонда Лэнгмюра в газоразрядной плазме.
2) По полученным данным найти потенциал невозмущенной плазмы, температуру, концентрацию ионов, степень ионизации.
2.09A
1) Снять ВАХ с графопостроителя для электрозонда Лэнгмюра в газоразрядной плазме. Путем машинной оюработки ВАХ получить параметры невозмущенной плазмы.
2) По полученным данным исследовать плазму согласно программе.
2.Объект и метод исследования.
Плазма (газоразрядная) с помещенными в нее двумя зондами Лэнгмюра.
3.Рабочие формулы и исходные данные.
1)
где
2)
для
3)
4)
5)
P=0.5 мм. Рт. ст.
Расстояние между зондами 0.075 м
Площадь зонда 0.000006 м2
R=100 Ом
4.Измерительные приборы.
|
N |
Наименование |
Тип Прибора |
Используемый предел (диапазон) |
Погрешность прибора или формула погрешности |
|
1 |
Вольтметр |
В7-21А |
3 знач. цифры |
|
|
2 |
Вольтметр |
В2-23 |
2-3 знач. цифры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
регистр
1
регистр
5.Результаты измерений и вычислений
( таблицы,примеры расчетов,оценки погрешностей).
Таблица 1 (Зонд 1): Таблица 2 (Зонд 2):
|
N |
j |
Iз |
Ii |
Ie |
Ln(Ie) |
|
N |
j |
Iз |
Ii |
Ie |
Ln(Ie) |
|
1 |
98.9 |
-2.1 |
-2.140966 |
0 |
0 |
|
1 |
98 |
-2.5 |
-2.590296 |
0 |
0 |
|
2 |
89.9 |
-2 |
-1.972909 |
0 |
0 |
|
2 |
89.1 |
-2.3 |
-2.294217 |
0 |
0 |
|
3 |
84.9 |
-1.9 |
-1.879544 |
0 |
0 |
|
3 |
84 |
-2.2 |
-2.124554 |
0 |
0 |
|
4 |
79.9 |
-1.8 |
-1.786179 |
0 |
0 |
|
4 |
79.1 |
-2 |
-1.961544 |
0 |
0 |
|
5 |
75.1 |
-1.7 |
-1.696548 |
0 |
0 |
|
5 |
74.3 |
-1.8 |
-1.801861 |
0 |
0 |
|
6 |
70 |
-1.6 |
-1.601316 |
0 |
0 |
|
6 |
69.3 |
-1.7 |
-1.635525 |
0 |
0 |
|
7 |
65 |
-1.5 |
-1.507950 |
0 |
0 |
|
7 |
64.3 |
-1.5 |
-1.469188 |
0 |
0 |
|
8 |
60 |
-1.4 |
-1.414585 |
0 |
0 |
|
8 |
59.9 |
-1.2 |
-1.322812 |
0 |
0 |
|
9 |
55 |
-1.2 |
-1.321220 |
0.1212204 |
-2.1101441 |
|
9 |
55 |
-0.2 |
-1.159803 |
0.959803 |
-0.041026 |
|
10 |
50 |
-1.1 |
-1.227855 |
0.127855 |
-2.056855 |
|
10 |
55.8 |
-0.4 |
-1.186417 |
0.786417 |
-0.240267 |
|
11 |
44.9 |
-1 |
-1.132622 |
0.132622 |
-2.020245 |
|
11 |
55.4 |
-0.3 |
-1.1731101 |
0.8731101 |
-0.135693 |
|
12 |
40 |
-0.8 |
-1.0411249 |
0.2411249 |
-1.422439 |
|
12 |
54.6 |
0 |
-1.146496 |
1.146496 |
0.1367106 |
|
13 |
39.1 |
-0.6 |
-1.024319 |
0.424319 |
-0.857269 |
|
13 |
54.7 |
-0.1 |
-1.149823 |
1.049823 |
0.048621 |
|
14 |
38.6 |
-0.5 |
-1.014982 |
0.514982 |
-0.663621 |
|
14 |
54.9 |
-0.2 |
-1.156476 |
0.956476 |
-0.044499 |
|
15 |
38.1 |
-0.4 |
-1.005646 |
0.605646 |
-0.501459 |
|
15 |
54.3 |
0.1 |
-1.1365161 |
1.236516 |
0.212297 |
|
16 |
37.6 |
-0.3 |
-0.996309 |
0.696309 |
-0.361960 |
|
16 |
54.1 |
0.2 |
-1.129862 |
1.329862 |
0.285075 |
|
17 |
37.1 |
-0.2 |
-0.9869731 |
0.7869731 |
-0.2395611 |
|
17 |
54 |
0.3 |
-1.126535 |
1.426535 |
0.3552491 |
|
18 |
36.8 |
-0.1 |
-0.9813712 |
0.8813712 |
-0.126276 |
|
18 |
53.7 |
0.4 |
-1.116555 |
1.516555 |
0.4164418 |
|
19 |
36.6 |
0 |
-0.977636 |
0.977636 |
-0.0226171 |
|
19 |
53.4 |
0.6 |
-1.106575 |
1.706575 |
0.534488 |
|
20 |
36.1 |
0.1 |
-0.968300 |
1.068300 |
0.066068 |
|
20 |
52.8 |
1.4 |
-1.086615 |
2.486615 |
0.910922 |
|
21 |
35.8 |
0.3 |
-0.962698 |
1.262698 |
0.233250 |
|
21 |
53.4 |
0.7 |
-1.106575 |
1.806575 |
0.5914331 |
|
22 |
35.7 |
0.4 |
-0.960830 |
1.360830 |
0.308095 |
|
22 |
52.1 |
2.3 |
-1.063328 |
3.363328 |
1.212931 |
|
23 |
35.6 |
0.2 |
-0.958963 |
1.158963 |
0.1475261 |
|
23 |
51.5 |
3.2 |
-1.043367 |
4.243367 |
1.445357 |
|
24 |
35.2 |
0.7 |
-0.9514944 |
1.651494 |
0.501680 |
|
24 |
51 |
4.4 |
-1.026734 |
5.426734 |
1.691337 |
|
25 |
34.2 |
1.3 |
-0.932821 |
2.232821 |
0.803265 |
|
25 |
50.5 |
5.6 |
-1.0101005 |
6.6101005 |
1.888598 |
|
26 |
33.3 |
2.5 |
-0.9160156 |
3.4160156 |
1.228474 |
|
26 |
50 |
6.7 |
-0.993466 |
7.693466 |
2.0403715 |
|
27 |
32.3 |
3.5 |
-0.880536 |
4.380536 |
1.477171 |
|
27 |
49.5 |
8.1 |
-0.976833 |
9.076833 |
2.205725 |
|
28 |
31.4 |
5 |
-0.865598 |
5.865598 |
1.769104 |
|
28 |
49.1 |
9.4 |
-0.963526 |
10.36352 |
2.338292 |
|
29 |
30.6 |
6.9 |
-0.8637311 |
7.7637311 |
2.049463 |
|
29 |
48.7 |
10.5 |
-0.950219 |
11.45021 |
2.438008 |
|
30 |
30.5 |
6.8 |
-0.8637311 |
7.6637311 |
2.036498 |
|
30 |
48.4 |
12.1 |
-0.940239 |
13.04023 |
2.568039 |
|
31 |
29.6 |
9.2 |
-0.831986 |
10.031987 |
2.305778 |
|
31 |
48 |
13.5 |
-0.926932 |
14.42693 |
2.669096 |
|
32 |
28.8 |
12.5 |
-0.817048 |
13.31704 |
2.589045 |
|
32 |
47.7 |
15.2 |
-0.9169521 |
16.116952 |
2.779871 |
|
33 |
28 |
15.3 |
-0.8021101 |
16.102110 |
2.778950 |
|
33 |
47.3 |
15.8 |
-0.903645 |
16.70364 |
2.815626 |
|
34 |
27.2 |
19 |
-0.7871717 |
19.78717 |
2.985033 |
|
34 |
47.1 |
18 |
-0.896991 |
18.89699 |
2.939002 |
|
35 |
26.4 |
22.5 |
-0.775967 |
23.27596 |
3.1474214 |
|
35 |
46.8 |
19.7 |
-0.8870116 |
20.587011 |
3.024660 |
|
36 |
25.8 |
27.3 |
-0.762896 |
28.06289 |
3.334448 |
|
36 |
46.6 |
21.2 |
-0.880358 |
22.08035 |
3.094688 |
|
37 |
25.1 |
32.4 |
-0.747958 |
33.14795 |
3.5009811 |
|
37 |
46.3 |
22.9 |
-0.870377 |
23.77037 |
3.1684401 |
|
38 |
24.3 |
37 |
-0.736754 |
37.73675 |
3.630634 |
|
38 |
46 |
24.5 |
-0.860397 |
25.36039 |
3.2331888 |
|
39 |
23.7 |
45.7 |
-0.723683 |
46.42368 |
3.837809 |
|
39 |
45.8 |
26.3 |
-0.853744 |
27.15374 |
3.3015149 |
|
40 |
23 |
49.3 |
-0.712479 |
50.01247 |
3.912272 |
|
40 |
45.5 |
27.9 |
-0.843764 |
28.74376 |
3.358420 |
|
41 |
22.4 |
55.3 |
-0.7012757 |
56.00127 |
4.025374 |
|
41 |
45.2 |
29.8 |
-0.833783 |
30.63378 |
3.4221034 |
|
42 |
21.8 |
61.2 |
-0.699408 |
61.89940 |
4.1255106 |
|
42 |
45 |
31.3 |
-0.827130 |
32.127130 |
3.469700 |
|
43 |
21.7 |
60.9 |
-0.688204 |
61.58820 |
4.120470 |
|
43 |
44.8 |
33 |
-0.820477 |
33.82047 |
3.521066 |
|
44 |
21.1 |
67.2 |
-0.677000 |
67.87700 |
4.217697 |
|
44 |
44.5 |
34.5 |
-0.810496 |
35.31049 |
3.5641802 |
|
45 |
20.5 |
72.4 |
-0.663929 |
73.06392 |
4.291334 |
|
45 |
44.3 |
36.5 |
-0.803843 |
37.30384 |
3.619096 |
|
46 |
19.8 |
78.4 |
-0.294203 |
78.69420 |
4.365569 |
|
46 |
44 |
38.5 |
-0.793863 |
39.29386 |
3.671068 |
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
43.8 |
40.1 |
-0.787209 |
40.88720 |
3.7108172 |
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
43.6 |
41.7 |
-0.780556 |
42.48055 |
3.749046 |
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
43.4 |
43.5 |
-0.773902 |
44.27390 |
3.790395 |
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
43.2 |
45.4 |
-0.767249 |
46.167249 |
3.832270 |
|
|
|
|
|
|
|
|
51 |
42.8 |
49 |
-0.753942 |
49.75394 |
3.907089 |
|
|
|
|
|
|
|
|
52 |
43 |
47.3 |
-0.760595 |
48.06059 |
3.872462 |
|
|
|
|
|
|
|
|
53 |
42.5 |
50.7 |
-0.743962 |
51.44396 |
3.940493 |
|
|
|
|
|
|
|
|
54 |
42.4 |
52.1 |
-0.740635 |
52.84063 |
3.967280 |
Метод парных точек.
Таблица 3 (Зонд 1): Таблица 4 (Зонд 2):
|
1 |
1.804098 |
-5.3 |
-0.340395 |
|
1 |
0.827440 |
-2.1 |
-0.394019 |
|
2 |
1.785779 |
-5.1 |
-0.3501527 |
|
2 |
0.760368 |
-2 |
-0.380184 |
|
3 |
1.550475 |
-5 |
-0.310095 |
|
3 |
0.646955 |
-1.9 |
-0.340502 |
|
4 |
1.507862 |
-4.8 |
-0.3141380 |
|
4 |
0.549410 |
-1.8 |
-0.305227 |
|
5 |
1.378316 |
-5.4 |
-0.255243 |
|
|
|
|
|
Расчет 2.09:
Следует заменить неточный графический метод экстраполяции на точный аналитический-метод наименьших квадратов, позволяющий максимально точно экстраполировать участок кривой, заниматься погрешностями мы не будем, ввиду того, что на нее влияет гораздо больше посторонних фактов, чем отклонения от прямой.
Первый зонд:
n=8
мкА/В
мкА
Второй зонд:
n=8
мкА/В
мкА
