Обработка результатов измерений

1. Для каждого значения анодного напряжения U_a необходимо построить кривую зависимости (Рис. 8).

2. По падению анодного тока на оси I_c определяется критическое значение тока соленоида I_c^кр. Для этого проводятся построения, показанные на Рис. 8.

3. По формуле (16) рассчитывается значение постоянной К с учетом данных (n, r_a), представленных на измерительном стенде. При расчете для правильности вычислений рекомендуется все единицы перевести в систему СИ.

4. Используя рабочую формулу (17), для каждой пары значений I_c^кр и U_a (I_a) рассчитывается удельный заряд электрона (всего получается три значения e/m_e).

5. Вычисляется среднее значение удельного заряда по формуле

.

(19)

6. При расчете погрешности полученных данных, следует отметить, что проводимая методика измерения удельного заряда электрона относится к классу косвенных измерений [2,3], поскольку искомая величина определяется не непосредственно, а посредством расчета по формуле. В соответствии с методикой определения погрешности при косвенных измерениях, руководствуются тем, что вклад в результирующую погрешность значения удельного заряда вносят погрешности измерения каждой из физических величин, входящих в рабочую формулу (т.е. I_c^кр, U_a):

,

(20)

где - погрешность измерения анодного напряжения, - погрешность измерения критического тока соленоида, - среднее значение анодного напряжения: , - среднее значение критического тока соленоида: .

Для оценки погрешности можно использовать половину деления амперметра А_с, используемого для измерения тока соленоида, а для оценки можно использовать половину деления вольтметра V_a, используемого для измерения анодного напряжения.

7. Общий результат записывается в виде:

,

(21)

8. Рекомендуется сравнить полученное значение с табличными данными.

9. По данным эксперимента с помощью формулы (18) построить график параболы критического режима магнетрона на основе не менее чем 5-ти точек, соответствующих произвольным значениям I_c^кр, выбранным в диапазоне его изменения.

ВОПРОСЫ К ОТЧЕТУ

1. Что называется удельным зарядом электрона?

2. Что представляет собой магнетрон?

3. Объясните влияние магнитного поля на движение заряда (сила Лоренца).

4. В чем заключается сущность определения e/m_e методом магнетрона?

5. Нарисуйте и объясните вид траекторий движения электрона при В=0, В<В_кр, В=В_кр, В>В_кр.

6. Выведите рабочую формулу для определения удельного заряда электрона.

7. Начертите схему установки и объясните ее работу.

8. Объясните, куда направлен вектор на рисунке 3.

ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев, И.В. Курс общей физики, т.2. / И.В. Савельев.- М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит. Любой год издания.

2. Гольдин, Л.Д. Руководство к лабораторным занятиям по физике / Л.Д. Гольдин.- М.: Наука. Любой год издания.

3. Евсеева, Л.А. Методические указания к оформлению отчетов по лабораторным работам по физике. / Л.А. Евсеева.- Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов: СГТУ, 1985.

4. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, В.М. Яворский.- М.: Высшая школа, 1989.

5. Трофимова, Т.И. Курс физики. / Т.И. Трофимова.- М.: Высшая школа, 2002.

6. Грибов, Л.А. Основы физики / Л.А. Грибов, Н.И. Прокофьева.- М.: Градарика, 1998.

[1] Обычно аксиальное магнитное поле в цилиндрическом магнетроне получают путем со-осного помещения магнетрона в соленоид, представляющего собой многовитковую и многослойную катушку из провода, по которому течет электрический ток.

[2] В общем виде траекторию движения электрона можно рассчитать путем решения дифференциального уравнения (2).

[3] С большей точностью можно считать, что радиус кривизны равен , где r_к – радиус катода.

[4] Вывод формулы (12) из-за некоторой сложности выходит за рамки настоящего методического указания, однако при дальнейшем рассмотрении ей отдается здесь предпочтение по сравнению с (11).

Дата добавления: 2015-10-21