- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1. Определение входной емкости осциллографа с0
- •Задание 2. Определение диэлектрической проницаемости твердого диэлектрика
- •Контрольные вопросы
- •Используемая литература
- •Теоретическое введение
- •Перепишем соотношение (1.7) в виде
- •Так как объемная плотность энергии электрического поля
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа 2-03 Определение емкости конденсаторов при помощи мостиковой схемы
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Определение удельного сопротивления проводника
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Изучение температурной зависимости сопротивления металлов и полупроводников
- •Фрагмент 2
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная установка
- •Контрольные вопросы
- •Изучение зависимости мощности и кпд источника тока от величины нагрузки
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Экспериментальная часть Приборы и оборудование
- •Методика измерений
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Принципиальная электрическая схема
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Изучение работы осциллографа
- •Введение
- •Контрольные вопросы.
- •1. Савельев и.В. Курс обшей физики: Электричество и магнетизм.Волны. Оптика: Учебное пособие. T.2.- 2-е изд.- м.:Наука. 1982.-§ 73. -с.210-212.
- •Проверка закона Био-Савара-Лапласа и определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли
- •Теоретическое введение
- •Лабораторная работа 2-15 Изучение эффекта Холла в полупроводнике
- •Измерительная установка и методика измерений
- •Задание
- •Порядок действий.
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Приборы и оборудование
- •Методика измерений
- •По закону Фарадея эдс индукции по вторичной обмотке
- •Из выражения (5.15) и (5.16) получаем
- •Экспериментальная установка
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Метод измерения
- •Индукция магнитного поля соленоида, длина l которого соизмерима с диаметром d:
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение удельного заряда электрона с помощью индикатора 6е5с
- •Введение.
- •Описание метода и установки.
- •5. Зисман г.А. Тодес о.М. Курс общей физики. Электричество.-4-е изд. -м.: Наука. 1972. - § 36,37. С.226-238.
- •Теоретическое введение
- •Функциональная схема представлена на рисунке 7.7 где:
- •Контрольные вопросы
- •Изучение явления резонанса в колебательном контуре
- •Теоретическое введение
- •Электрическая схема установки
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретическое введение
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
Контрольные вопросы
-
Как ведет себя контур с током в магнитном поле?
-
Каковы свойства парамагнетиков, диамагнетиков, ферромагнетиков?
-
Какова причина спонтанной намагниченности доменов в ферромагнетиках?
-
Как ведут себя домены при увеличении напряженности внешнего магнитного поля? Что означает насыщение ферромагнетика?
-
В чем заключается явление магнитного гистерезиса?
Литература:
[1] §104, 105. [2] §18.5. [3] т.2 - §5.10. 5.11, 5.12. [4] [5] [6] гл. 9;
Лабораторная работа 2-17
Определение удельного заряда электрона методом магнетрона (ФПЭ-03)
Цель работы – измерение удельного заряда электрона методом магнетрона.
Теоретическое введение
Удельным зарядом называется отношение заряда частицы к ее массе (e/m). На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца, которую иначе называют магнитной:
,
где q – заряд частицы; – ее скорость; – индукция магнитного поля.
Сила Лоренца перпендикулярна плоскости, в которой лежат векторы и . Модуль этой силы
,
где – угол между векторами и .
Траектория движения заряженной частицы в магнитном поле определяется конфигурацией магнитного поля, ориентацией вектора скорости и отношением заряда частицы к ее массе.
Если одновременно действуют электрическое и магнитное поля, то сила, действующая на заряженную частицу, определяется по формуле Лоренца,
,
где – напряженность электрического поля.
Экспериментальная часть
Приборы и оборудование
Функциональная схема лабораторной установки представлена на рис. 2.1, где:
ФПЭ-03 – модуль “Заряд электрона”;
И П – источник питания;
РА – амперметр.
Метод измерения
Существуют различные методы определения удельного заряда частиц e/m, в основе которых лежат результаты исследования движения электрона в электрическом и магнитном полях. Один из них – метод магнетрона. Называется он так потому, что конфигурация полей в нем напоминает конфигурацию полей в магнетронах – генераторах электромагнитных колебаний сверхвысоких частот. Сущность метода состоит в следующем: специальная двухэлектродная электронная лампа, электроды которой представляют собой коаксиальные цилиндры, помещается внутри соленоида так, что ось лампы совпадает с осью соленоида. Электроны, вылетающие из катода лампы, при отсутствии тока в соленоиде движутся радиально к аноду. При прохождении тока через соленоид в лампе создается магнитное поле, параллельное оси лампы, и на электроны начинает действовать магнитная сила
, (2.1)
где e – величина заряда электрона; – скорость электрона; – индукция магнитного поля.
Под действием этой силы, направленной в каждый момент времени перпендикулярно вектору скорости, траектория электронов искривляется. При определенном соотношении между скоростью электрона и индукцией магнитного поля электроны перестают поступать на анод, и ток в лампе прекращается.
Р
Z
Момент импульса Lz электрона относительно оси z
(2.2)
где – составляющая скорости, перпендикулярная радиусу r. Момент М сил, действующих на электрон, относительно оси Z определяется только составляющей магнитной силы, перпендикулярной r. Электрическая сила и составляющая магнитной силы, направленные вдоль радиуса r, момента относительно оси Z не создают. Таким образом:
(2.3)
где – радиальная составляющая скорости электрона.
Согласно уравнению моментов
(2.4)
Проектируя (3.4) на ось Z, получаем
или
(2.5)
Интегрируем уравнение (2.5)
Константу найдем из начальных условий: при r=rk (rk – радиус катода) .
Тогда
и
(2.6)
Кинетическая энергия электрона равна работе сил электрического поля:
, (2.7)
где U – потенциал относительно катода точки поля, в которой находится электрон.
Подставляя в (2.7) значение из (2.6), получаем
(2.8)
При некотором значении индукции магнитного поля Bкр, которое называют критическим, скорость электрона вблизи анода станет перпендикулярной радиусу r. т.е. r=0. Тогда уравнение (2.8) примет вид
,
где Uа – потенциал анода относительно катода (анодное напряжение); ra – радиус анода.
Отсюда находим выражение для удельного заряда электрона:
(2.9)