- •Лабораторна робота № 45 визначення індукції магнітного поля за допомогою терезів ампера
- •1. Магнітне поле. Індукція магнітного поля . Силові лінії магнітного поля. Потік вектора індукції магнітного поля (магнітний потік).
- •2. Дія магнітного поля на провідник з струмом. Сила ампера
- •3. Терези ампера та методика визначення індукції магнітного поля
- •4. Послідовність виконання роботи
- •5. Обробка експериментальних даних
- •Лабораторна робота № 46 визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля землі
- •1. Магнітне поле та його характеристики
- •2. Елементи земного магнетизму
- •3. Методика експериментального визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля землі
- •4. Послідовність виконання роботи
- •Лабораторна робота №47. Визначення питомого заряду електрона
- •1. Магнітне поле. Дія магнітного поля на рухомий заряд. Сила лоренца
- •2. Рух заряджених частинок в магнітному полі.
- •3. Практичне значення руху заряджених частинок в магнітному полі
- •4. Методика експериментального визначененя питомого заряду електрона
- •5. Послідовність виконання роботи
- •Лабораторна робота №49 визначення точки кюрі феромагнетиків
- •2. Діамагнетики, парамагнетики і феромагнетики
- •3. Природа феромагнетизму
- •4. Точка кюрі для феромагнетиків. Фазовий перехід іі роду
- •5. Експериментальне визначення точки кюрі феромагнетиків
- •6. Послідовність виконання роботи.
- •3. Природа феромагнетизму. Намагніченість феромагнетиків. Крива намагнічення
- •4. Магнітний гістерезис. Петля гістерезису
- •5. Методика експериментального методу зняття петлі гістерезису за допомогою осцилографа
- •6. Послідовність виконання роботи
- •7. Розрахунок залишкового намагнічення та коерцитивної сили досліджуваного феромагнетика
- •8. Додаткове завдання: визначення магнітної проникності досліджуваного феромагнетика
- •9. Застосування феромагнітних матеріалів
- •Лабораторна робота № 53 вивчення роботи релаксаційного генератора
- •1. Поняття про релаксаційні коливання.
- •2. Струм в газах. Види газових розрядів.
- •3. Релаксаційний генератор на неоновій лампі.
- •4. Принцип експериментального методу.
- •5. Оцінка похибок експерименту.
- •6. Послідовність виконання роботи.
- •7. Додаткове завдання 1.
- •8. Додаткове завдання 2.
- •Лабораторна робота № 54 визначення індуктивності соленоїда та ємності конденсатора методом вимірювання їх реактивних опорів у колі змінного струму
- •1. Змінний електричний струм
- •2. Активний опір в колі змінного струму
- •4. Індуктивність у колі змінного струму
- •5. Активний опір, індуктивність та ємність у колі змінного струму
- •6. Принцип експериментального визначення ємності конденсатора методом вимірювання його реактивного опору.
- •7. Визначення індуктивності соленоїда
- •8. Похибки методу
- •9. Послідовність виконання роботи
- •9. Приклади технічного застосування індуктивного та ємнісного опорів.
- •10. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 55 вивчення резонансу в електричному коливальному контурі
- •1. Електричний коливальний контур. Вільні незатухаючі коливання
- •2. Вільні затухаючі коливання в контурі
- •3. Вимушені коливання в контурі. Явище резонансу
- •4. Послідовність виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 60 визначення довжини електромагнітної хвилі за допомогою двопровідної лінії
- •1. Основи теорії максвелла
- •2. Електромагнітні хвилі.
- •3. Стояча електромагнітна хвиля.
- •4. Експериментальне дослідження стоячих електромагнітних хвиль.
- •5. Послідовність виконання лабораторної роботи.
- •6 .Випромінювання і прийом електромагнітних хвиль. Передача інформації за допомогою електромагнітних хвиль.
- •Контрольні питання.
- •Перелік використаних джерел
Лабораторна робота №47. Визначення питомого заряду електрона
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
МЕТА РОБОТИ: ознайомитись з основними законами руху заряджених частинок в магнітному полі і на основі цих законів експериментально визначити питомий заряд електрона.
ПРИЛАДИ: лабораторний стенд №47.
Відношення заряду еелектрона до його масиmотримало назву питомого заряду електрона. Питомий заряд електрона можна підрахувати, визначивши окремо його заряде= 1,6021910-11 Кл, масуm = 9,109510‑31 кг,е/m= 1,75881011Кл/кг.
Поняття питомого заряду властиве не тільки електрону, але й іншим елементарним частинкам. Експериментально визначивши питомий заряд елементарної частинки, можна визначити природу самої частинки. Тому питання визначення питомого заряду елементарних частинок в сучасній фізиці має надзвичайно велике значення. В більшості випадків не визначають окремо заряд та масу частинки, а зразу знаходять питомий заряд частинки, який входить в закони, що описують її рух в магнітному полі. Тому буде доцільним розглянути короткий виклад теорії руху заряджених частинок в магнітному полі.
1. Магнітне поле. Дія магнітного поля на рухомий заряд. Сила лоренца
Взаємодія нерухомих частинок електричних зарядів описується законом Кулона і ця взаємодія здійснюється електричним полем. Якщо ж заряди рухаються, то крім кулонівської взаємодії появляється додаткова взаємодія, яка залежить від швидкості і напряму руху зарядів. Ця додаткова взаємодія називається магнітною, а поле, що здійснює таку взаємодію - магнітне поле. Силовою характеристикою магнітного поля є його індукція (вектор ). Одиницю індукції (1 Тл) можна встановити із закону (47.1) який визначає силу Ампера, що діє на провідник з струмом в магнітному полі.
F = IBLsin(47.1)
де В- модуль індукції магнітного поля,І- сила струму в провіднику,L- його довжина,- кут між вектором індукції поля та провідником.
Тоді з (47.1) будемо мати:
1 Тл індукція такого однорідного магнітного поля, в якому на прямолінійний провідник довжиною 1м з струмом 1А діє сила 1Н при перпендикулярній орієнтації провідника до вектора індукції даного поля (1Тл = 1 Н/Ам)
Нагадаємо, що електричний струм - це впорядкований рух електричних зарядів. Отже, дія магнітного поля на провідник із струмом є результат дії магнітного поля на рухомі заряди в провіднику. Тому від закону (47.1) можна перейти до виразу (47.2), який визначає модуль сили, що діє на окремий заряд q, який рухається з швидкістю v під кутом до вектора В індукції магнітного поля.
F = qBsin(47.2)
(47.3)
Сила, яка діє на рухомий заряд в магнітному полі, отримала назву сили Лоренца1. Для додатного заряду напрям сили Лоренца можна визначити за правилом лівої руки2або векторним добутком (47.3), тобто сила Лоренца перпендикулярна до швидкості зарядженої частинки.
Користуючись формулою (47.2), сили Лоренца можна дати інше означення одиниці індукції магнітного поля 1 Тл нарівні з попереднім означенням, яке випливало з закону Ампера (47.1):
1 Тл індукція такого магнітного поля, в якому на заряд 1 Кл, що рухається з швидкістю 1 м/с перпендикулярно до вектора індукції даного магнітного поля діє сила 1 Н.
Для графічного зображення магнітного поля використовують метод силових ліній, дотичні до яких в кожній точці співпадають з вектором індукції В поля. Силові лінії магнітного поля замкнуті. Наприклад, силові лінії магнітного поля прямолінійного провідника з струмом являють собою концентричні кола. Внаслідок замкнутості своїх силових ліній магнітне поле називають вихровим полем.