Целта на работата. за да се определи конкретна заряда на движението на електрони от един електрон в диод поставен в магнитно поле.

Оборудване. картон с диод и електрозахранване намотка, волтметър, милиамперметър, амперметър.

Специфичният заряд - характеристика на елементарни частици, равен на съотношението на разходите за маса. В някои експерименти, измерването на двете заряд и маса не е възможно, но е възможно да се определи конкретното обвинение, стойността на който ви позволява да настроите частицата. Специфична електронен заряд може да се определи, например, с цилиндрична магнетронно.

Магнетронно - вакуумна тръба, в която движението на електрони контролира магнитното поле. Магнетронно се използва в радиотехниката за генериране на микровълнови трептения. Хартията се използва като магнетронно вакуумна тръба на - 11Р диод 1С, който се поставя в магнитно поле на бобината с ток.

Електроните, излъчвани от нагретия катода поради феномена на катод емисии, които се движат към анода от електрическо поле. електрическа сила на полето е максимум на катода, а останалите пространство в електричното поле е слаб. Следователно, електроните се ускоряват до катода, и след това се премества почти постоянна скорост в радиална посока към анода. електрон скорост V може да бъде определено от закона за запазване на енергията. Потенциалната енергия на електрона в електрическо поле, когато се движат от катода към анода се превръща в кинетична енергия:

където Е, т - електронен заряд и маса; U - потенциалната разлика между катода и анода на диода.

Ако включите магнитно поле, разположено успоредно на оста на диода, като по този начин перпендикулярно на вектора на скоростта, тя започва да действа от електроните на силата на Лоренц

където В - магнитна индукция.

посока сила може да бъде определена от правилото за лява: ако четири пръста, за да се изтеглят от скоростта и електропроводи са включени в страна, след това се наведе палецът ще покаже посоката на силата на положителен заряд. За отрицателен електрон - напротив. Лоренц сила е перпендикулярна на вектора на скоростта, следователно, е центростремителна сила. Ето защо, траекторията на електрона е кръгова дъга. С втория закон на Нютон на произведението на масата на електрона ускорението е центростремителна сила на Лоренц: Следователно радиусът кривина на траекторията е

Както може да се види, с увеличаване на магнитно поле индукция кривина радиус намалява дъга (фиг. 1). В определена стойност на магнитното поле индукция заглавието Bcr критично. електрон орбита става кръг, който докосва анода. Радиусът е равна на половината от критично орбита анод радиус R = R / 2. Ако допълнително повишаване на магнитното поле, радиусът на орбитата намалява допълнително, и електронните траекториите не докосват анода. Електроните ще престанат да падне върху анода, и силата на анод ток пада до нула.

Всъщност, скоростта електрон поради взаимодействието между няколко различни, не всички електроните се движат перпендикулярно на катода. Ето защо, анод ток ще намалее постепенно, първо достигане на анода бавни електрони, а след това по-бързо. Средноквадратична скорост, получено от уравнение (1) съответства на частта от стръмните спад графиката (фиг. 2).

Решаването на уравнение (1) и (3) даде R = R / 2, ние се получи формула за изчисляване на специфичната заряд на електрон

Магнитната индукция в центъра на бобината може да се изчисли по формулата

където = 4P # 8729; 10 -7 Н / м - магнитна константа; N - броят на завъртанията на рулони; JKR - силата на критичния ток; L - дължина на намотката; # 946; - ъгълът между посоката на крайни навивки на намотката и центъра на оста си.

Експериментално измерване на специфичния заряд на електрона е произведен в лаборатория. Той съдържа 1) от модула с електронен лампата поставя вътре в намотката; 2) захранване с амперметър за измерване на тока в намотката и волтметър 3) милиамперметър за измерване на анод ток (Фигура 3). А захранващ блок, който е свързан с кабел.

1. Настройте измервателния обхват до 20 mA милиамперметър. Проверете връзката си с модула от жаковете "ЖА". Индикаторът трябва да се чете нула.

2. Обърнете захранване 220 до мрежа В. Променливите резистори за задаване на анод напрежение в обхвата от 12-120 V, минимален ток през намотката (0.5 А). След загряване ток катод трябва да се появи анод верига, засечения милиамперметъра.

Повторете измерването на анод ток, различна сила на тока през серпентина в границите от 0.5 до 1.5 А на всеки 0.1 A (едно деление на скалата на амперметър). Резултатите са написани в таблицата. 1.

Токът в бобината Jkat. А

4. Построява се графика на сила Jan анод текущата сила на тока в бобината Jkat. Размери в продължение на поне половин страница. На осите посочи еднакъв мащаб. Близо точки провеждат гладка крива, така че точките са минимални отклонение.

5. Определяне на графиката средната стойност на критичната тока в намотката като абсциса JKR средната част на най-стръмната спад анод ток (фиг. 2). Запис на маса. 2.

6. Изчислете формула (5), средната стойност на критичните магнитна индукция поле бобини, замествайки критичния ток. Запис на маса. 2.

Изчислява се средната стойност на специфичен заряд на електрона с формула (4).

7. Оценка грешка систематично измерване на специфичния заряд на формула

се предполага, че грешката се дължи до голяма степен неточно определяне на критичния ток. Вземете 2г JKR еднаква ширина рязък спад част (фиг. 2).

9. За да се правят заключения. резултат Record. Сравнете с таблични стойността на специфичния заряд на електрон C / кг.

1. Определяне на специфичен заряд на частиците. В максимална частица специфичен заряд?

2. Запишете сила формулата на Лоренц. Как да се определи посоката на силата на Лоренц? Обяснете с примери.

3. Напишете уравнението на втория закон за движението на електрона на Нютон в напречна магнитно поле.

4. обясни причината за промяна на траекторията на електрона между катода и анода на диода с увеличаване на магнитно поле. Определяне на критична индукция.

5. Обяснете анод ток зависимост от силата, с увеличаване на магнитно поле. Защо сегашната рецесия не възниква внезапно в критичната стойност на индукция?

6. Формули за определяне на специфичния заряд на движението на електрони в магнетрона.