Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь магнетрона и соленоида (рис. 12.4). Ручку потенциометра R_Aповернуть до упора против часовой стрелки. Сопротивление резистораR_Cповоротом по часовой стрелке сделать максимальным.

2. Ключом K₁замкнуть цепь, потенциометромR_A установить анодное напряжениеU_A, указанное на стенде. КлючомK₂замкнуть цепь соленоида. Увеличивать резисторомR_Cток соленоидаI_Cс шагом равным 0,1 А до максимального. Результаты измеренийU_A,I_A,I_Cзаписать в табл. 12.1. Аналогичные измерения провести для двух других значенийU_A.

Таблица 12.1

UA1=	(В)	UA2=	(В)	UA3=	(В)
IC , A	IA , mA	IC , A	IA , mA	IC , A	IA, mA

Обработка результатов измерений

По данным табл. 12.1 построить графики I_A=f (I_C). Выбрать зависимость, имеющую более узкий переходный участок. По ней определитьI_КР.

По формуле (12.7) вычислить удельный заряд электрона в системе единиц СИ. Сравнить полученный результат со справочным значением.

Вычислить относительную ошибку по формуле

^.

Принять, что r_A/r_A= 0.01, аU_A/U_AиI_КР/I_КРопределяются точностью электроизмерительных приборов.

Вычислить абсолютную ошибку определения e/mпо формуле

^.

Результат представить в виде e/m= ( ...±... ) Кл/кг.

Контрольные вопросы

1. Какие силы действуют на электрон при его движении в магнетроне?

2. Какой вид имеет траектория движения электрона в однородном магнитном поле, направленном перпендикулярно его скорости?

3. Опишите движение электрона, влетевшего в магнитное поле под произвольным углом? Выведите расчетную формулу (12.7).

4. Какой ток называется критическим? Как он определяется в данной работе?

5. Укажите причину отсечки анодного тока лампы при увеличении тока соленоида? Каким образом объясняется наличие переходного участка?

Библиографический список

1. Курс физики: Учебник для вузов: В 2 т. Т. 2./ ред. В. Н. Лозовский. – СПб.: Лань, 2007. – § 5.11, 5.12.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики в 3-х т. Т. 3 / И. В. Савельев. – М.: Наука, 2005. – § 61, 72–74.

3. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высш. шк., 2001. – § 104, 105.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Фундаментальные физические постоянные

Фундаментальные физические постоянные — одни из важнейших элементов современной физической картины мира. Эволюция этого понятия непосредственно связана с эволюцией физики и отражает основную закономерность развития физического знания — переход от классической физики, не содержащей постоянных, которые имели фундаментальный статус, к современной физике, в которой центральную роль играют фундаментальные постоянные. В классической физике физические постоянные появились в связи с установлением специфических свойств материальных объектов (плотности тел, скорости звука, света и т.д.), а также с открытием законов сохранения (гелиоцентрическая и гауссова постоянные в небесной механике), но они не играли в структуре физической теории такой фундаментальной роли, какую они приобрели в XX в.

В результате научной революции конца XIX — начала XX веков физика, которая считалась почти законченной теорией, вышла на качественно новый уровень своего развития, были развиты новые физические теории, в которых такие физические постоянные, как скорость света и постоянная Планка, приобрели фундаментальный статус. При этом классические теории сохранили свое значение лишь как предельные случаи этих новых теорий, когда характерные масштабы далеки от значений фундаментальных постоянных.

Дальнейшее развитие физики также отражает развитие концепции фундаментальных постоянных, особенно в связи с открытием макроскопических квантовых эффектов, что привело к революции в метрологии и ее переходу в конце XX века в квантовую метрологию. Поэтому феноменологически всю историю физики можно рассматривать как закономерную эволюцию концепции фундаментальных физических постоянных (ФФП).