Кіріспе Зертханалық жұмыстар физика пәнінен студенттердің орындайтын оқу жұмысының маңызды түрі болып табылады және ол бағдарламада қарастырылған сағаттар көлемінде орындалады
жүктеу/скачать 4,79 Mb.
|
жаңа зертханалық 2019.docx
| Өлшеу әдісі.
Бұл жұмыста электронның меншікті зарядын анықтау үшін магнетрон әдісі қолданылады. Магнетрон – токтың басқарылуы сыртқы магнит өрісі арқылы жүзеге асатын екі электродты электрондық шам. Бұл өріс ішінде шамы бар соленоид арқылы пайда болады. Қызған катод және салқын анод коаксиал цилиндр (бір осьте) пішінде болады (1 сур. қара). Магнетрон ішіндегі электр өрісінің сызықтары анодтан катодқа радиал бағытталған, ал тұрақты магнит өрісі катод осімен бағытталған. Сонымен, электр және магнит өрістері бір-біріне өзара перпендикуляр. Өрістің кернеулігі катодта максимал. Егер катодтың пішіні жіңішке жіп түрінде болса, Е шамасы -ге пропорционал кемиді, катодтан r қашықтық артқан сайын тез кемиді. Сондықтан электрондардың жылдамдығының -ға дейін өзгерісі негізінен катод маңында болады, ал ары қарай жылдамдықты шамамен тұрақты деп есептеуге болады. U потенциалдар айырмасымен үдетілген электрон кинетикалық энергияға ие болады, ал оның жылдамдығы (4) 1 сурет. Шам Магнит өрісі жоқ кезде, катодтан ұшып шыққан электрондар электр өрісінің әсерінен радиал бағыттарда түзу сызықты қозғалады. Бұл кезде анодтық тізбекте анодтық кернеуге және катодтық қызу тогына тәуелді өтеді. Шамды магнит өрісіне енгізгенде қозғалыстағы электрондарға Лоренц күші әсер етеді. Ол В сызықтарына перпендикуляр, яғни оған перпендикуляр электронның жылдамдық векторымен бір жазықтықта жатады және бөлшекке центрге тартқыш үдеу береді. Ньютонның екінші заңына сәйкес.
Бұдан электрон магнетрондарда радиусы (6) болатын шеңбер бойымен қозғалады, ол магнит өрісінің индукциясы артқан сайын кемиді. 2 суретте, цилиндрлік магнетронда магнит индукциясының арту шамасына қарай электронның қозғалыс траекториясының қалай өзгеретіндегі көрсетілген. 2 суретте көрсетілгендей,радиусы , мұндағы r - анод радиусы электрондардың траекториясының магнит индукциясының Bкр критикалық мәні болады. (4) және (6)-ға сәйкес Bкр мәні электрондардың жылдамдығына және оған сәйкес Ua анодтық кернеуге тәуелді: (7) Bкр нақты есептелуі 2.1 қосымшада келтірілген. Егер Bкр болса, онда барлық электрондар анодқа жетеді және анодтық токтың мәні магнит өрісі болмаған кездегі мәнмен бірдей болады (2 суреттегі графиктің горизанталь бөлігі). Егер Bкр болса, онда электрондар анодқа жетіп үлгермейді және шам арқылы өтетін ток нөлге тең. Bкр болғанда ток лезде кеміп кетеді (2 сурет графикте үзік сызық), бірақ қисықтың баяу жүрісі байқалады. Ол мынадай себептерге байланысты: катод пен анодтың дұрыс коаксиалды болмауы, шекаралық эффектілерге, электрондардың катодтан әр түрлі жылдамдықпен ұшып шығуы және басқалар. Магнит өрісінің индукциясының Bкр критикалық мәнін анықтап, және (7) қатынасты қолданып, (8) формула бойынша электронның меншікті зарядын анықтауға болады.В индукциясын қысқа соленоидтың өрісіне арналған (9) формула бойынша есептейді, мұндағы Гн/м - магниттік тұрақты, I - орамдар арқылы өтетін ток, - соленоидтың орамдар саны, l - соленоид ұзындығы, - 3 суретте көрсетілген, шамды соленоид центріне орналастырғандағы бұрыштар мұндағы d - соленоид диаметрі. c
Косинустардың мәндерін (9) формулаға қойып, магнит индукциясының критикалық мәнін (10) аламыз, мұндағы Iкр - магнит индукциясының критикалық мәніне сәйкес соленоидтағы токтың мәні. (10) өрнекті ескеріп, электронның меншікті зарядын анықтауға арналған (8) есептеу формуласын мына түрде
жазуға болады. Критикалық токтың мәнін анықтау үшін тәжірибеде алынған анодтық токтың соленоидтық токқа тәуелділігін қолданады (4а сурет), ол тәуелділігіне ұқсас: соленоидта критикалық ток болғанда анодтық токтың лезде кемуі байқалады. қисығының тіктігін анодтық ток пен соленоидтағы токтың өсімшелерінің қатынасын береді. Осы кезде қисығының максимумы іздеп отырған мәнін береді.
4 cурет. Критикалық токты анықтау жүктеу/скачать 4,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|