Порядок выполнения работы.
1. По схеме на рис. 2 проверил комплектность лабораторной установки и правильность соединения приборов с макетом. Перед их включением регуляторы выходного тока и напряжения источников питания Е1 и Е2, а также провернул головку переменного резистора R1 против часовой стрелки в исходное ("нулевое") положение. Включил приборы в сеть и дал им прогреться.
2. Повернул регулятор тока (верхняя ручка) на приборе Е2 в крайнее правое положение. Регулятором напряжения (нижняя ручка) этого прибора установил по вольтметру V2 заданное преподавателем напряжение нити накала в интервале 4.6 - 5.6 В. Повернул регулятор тока «FINE» на приборе Е1 в крайнее правое положение. Регуляторами напряжения «COARS» и «FINE» этого прибора подал на резистор R1 напряжение около 1 В (по встроенному индикатору). Подождал, пока показания всех приборов не стабилизируются.
3. Проверил готовность макета к измерениям. Переводя ключ К1 с "+" на "-" и обратно, убедился по амперметру А1 в том, что анодный ток не меняется (положение головки резистора R1 прежнее, "нулевое"). Далее поставил ключ К) в положение "-". Поворачивая головку резистора R1 по часовой стрелке, убедился в том, что анодный ток стремится к нулю (лампа "запирается"). Вернул головку резистора R1 на "ноль". Поставив ключ K1 в положение "+", тем же резистором вывел стрелку амперметра Ai на край шкалы.
4. Подготовил вольтметр V1 к работе. Замкнув отдельным проводом его входные клеммы, убедился в "нулевом" показании прибора
5. Используя резистор R1 в положениях "-" и "+" ключа К1, снял зависимость анодного тока I от замедляющего напряжения U на аноде, тщательно проходя всю шкалу амперметра А1. Положив 10=50мкА, рассчитал соответствующие им значения ln(I0/I). Данные опыта и расчёта поместил в таблицу.
6. Постройте график зависимости величины ln(I0/I) от напряжения U. Убедитесь, что в некоторой области U > Unin экспериментальные точки ложатся на прямую линию. По коэффициенту наклона b этой прямой определите абсолютную температуру электронного газа T. По отрезку с, отсекаемому данной прямой на оси ординат, найдите величину Iнас.
7. Пользуясь показаниями приборов V2, А2, определите напряжение UH и ток Iн в горячей спирали, по формуле (5) найдите её сопротивление RH. Чтобы найти сопротивление Ro холодной спирали, регуляторами прибора Е2 переведите стрелку вольтметра V2 на первое деление шкалы и снимите показание амперметра А2. Подтвердите найденное значение Ro таким же измерением, поставив стрелку вольтметра V2 на второе деление шкалы. Взяв комнатную температуру Т0 по шкале Кельвина, с помощью формулы (4) найдите по той же шкале температуру спирали Тн. Сравните полученное значение с абсолютной температурой электронного газа T, найденной из графика.
Ход выполнения работы:
5)
I |
U |
R |
ln(I0/I) |
|
|
50 |
-0.2304 |
-0,0046 |
-0,23 |
|
|
49 |
-0.2204 |
-0,0045 |
-0,22 |
|
|
48 |
-0.2101 |
-0,0044 |
-0,21 |
|
|
47 |
-0.2000 |
-0,0043 |
-0,2 |
|
|
46 |
-0.1941 |
-0,0042 |
-0,19 |
|
|
45 |
-0.1846 |
-0,0041 |
-0,18 |
|
|
44 |
-0.1744 |
-0,004 |
-0,17 |
|
|
43 |
-0.1642 |
-0,0038 |
-0,16 |
|
|
42 |
-0.1540 |
-0,0037 |
-0,15 |
|
|
41 |
-0.1486 |
-0,0036 |
-0,15 |
|
|
40 |
-0.1386 |
-0,0035 |
-0,14 |
|
|
39 |
-0.1290 |
-0,0033 |
-0,13 |
|
|
38 |
-0.1190 |
-0,0031 |
-0,12 |
|
|
37 |
-0.1130 |
-0,0031 |
-0,11 |
|
|
36 |
-0.0988 |
-0,0027 |
-0,1 |
|
|
35 |
-0.0926 |
-0,0026 |
-0,09 |
|
|
34 |
-0.0823 |
-0,0024 |
-0,08 |
|
|
33 |
-0.0721 |
-0,0022 |
-0,07 |
|
|
32 |
-0.0619 |
-0,0019 |
-0,06 |
|
|
31 |
-0.0513 |
-0,0017 |
-0,05 |
|
|
30 |
-0.0414 |
-0,0014 |
-0,04 |
|
|
29 |
-0.0266 |
-0,0009 |
-0,03 |
|
|
28 |
-0.0167 |
-0,0006 |
-0,02 |
|
|
27 |
-0.0058 |
-0,0002 |
-0,01 |
|
|
26 |
-0.0040 |
-0,0002 |
0 |
|
|
25 |
0.0178 |
0,0007 |
0,02 |
|
|
24 |
0.0306 |
0,0013 |
0,03 |
|
|
23 |
0.0322 |
0,0014 |
0,03 |
|
|
22 |
0.0471 |
0,0021 |
0,05 |
|
|
21 |
0.0576 |
0,0027 |
0,06 |
|
|
20 |
0.0683 |
0,0034 |
0,07 |
|
|
19 |
0.0834 |
0,0044 |
0,08 |
|
|
18 |
0.0889 |
0,0049 |
0,09 |
|
|
17 |
0.1040 |
0,0061 |
0,1 |
|
|
16 |
0.1143 |
0,0071 |
0,11 |
|
|
15 |
0.1247 |
0,0083 |
0,12 |
|
|
14 |
0.1470 |
0,0105 |
0,15 |
|
|
13 |
0.1504 |
0,0116 |
0,15 |
|
|
12 |
0.1658 |
0,0138 |
0,17 |
|
|
11 |
0.1813 |
0,0165 |
0,18 |
|
|
10 |
0.1967 |
0,0197 |
0,2 |
|
|
9 |
0.2121 |
0,0236 |
0,21 |
|
|
8 |
0.2227 |
0,0278 |
0,22 |
|
|
7 |
0.2481 |
0,0354 |
0,25 |
|
|
6 |
0.2673 |
0,0446 |
0,27 |
|
|
5 |
0.2802 |
0,056 |
0,28 |
|
|
4 |
0.3045 |
0,0761 |
0,3 |
|
|
3 |
0.3556 |
0,1185 |
0,36 |
|
|
2 |
0.4021 |
0,2011 |
0,4 |
|
|
1 |
0.4636 |
0,4636 |
0,46 |
|
|
0.5 |
0.5352 |
1,0704 |
0,54 |
|
|
6
)
