Лабораторная работа №2 по дисциплине: Физика (часть 1-я). Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона. Вариант №3. 2020 год

Лабораторная работа No 2

Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона

Задание на эксперимент

1. Заготовьте в электронном отчёте следующие таблицы для записи результатов измерений и вычислений
2. Выставьте с помощью ползунка «Анодное напряжение (Ua, B)» (рисунок 14) значе-ние анодного напряжения в соответствии со своим вариантом по таблице No 2. Номер вариан-та определяется по последней цифре пароля. Проверьте правильность выставленного значения по числу в белом поле рядом с ползунком.
3. Установите нулевое значение тока соленоида с помощью ползунка «Ток соленоида (Ic,mA)» и нажмите кнопку «Вычислить». В таблицу будут занесены установленное зна-чение тока соленоида Ic и измеренное значение анодного тока Ia.
4. Устанавливайте последовательно все значения тока соленоида из таблицы No 1 и заполняйте таблицу в окне программы (рисунок 14). Проверяйте правильность выставленного значения по числу в белом поле рядом с ползунком. Если вы пропустили какое-либо значение тока со-леноида, то программа выдаст предупреждение (рисунок 15). В этом случае необходимо сде-лать измерение при пропущенном значении тока соленоида. При накоплении в таблице боль-шого количества записей в ней автоматически появится вертикальная полоса прокрутки. Что-бы удалить из таблицы неверную запись, выделите её, щёлкнув левой кнопкой мыши и нажмите кнопку «Удалить». Чтобы стереть все результаты измерений из таблицы, нажмите кнопку «Очистить».
5. После успешного снятия измерений перепишите вручную все значения обоих токов из табли-цы в окне программы (рисунок 14) в таблицу No 1 в своём электронном отчёте и нажмите кнопку «Построить график» для перехода в следующее окно программы.
6. График исследуемой зависимости анодного тока магнетрона от тока соленоида (рисунок 16) строится автоматически. Скопируйте его в буфер обмена Windows, используя системную функцию снятия снимка экрана, для чего нажмите комбинацию клавиш Alt+PrintScreen. Вставьте график в электронный отчёт из буфера обмена Windows, используя комбинацию клавиш Ctrl+V или выполните пункт меню «Правка - Вставить». После успешной вставки графика в отчёт по лабораторной работе нажмите большую кнопку «Построить график зависимости dIa/dIc по Ic» для перехода к следующему окну программы.
7. Графическое дифференцирование исследуемой зависимости dIa/dIc = f(Ic) также делается авто-матически (рисунок 17). Вставьте его в отчёт аналогично предыдущему графику.
8. Одновременно с этим графиком открывается окно для расчёта удельного заряда электрона (рисунок 18). В его левой части приводятся параметры лабораторной установки: число витков соленоида N и длина его намотки l, радиус анода магнетрона Ra, а также справочное значение магнитной постоянной μ0. Здесь же приводится рабочая формула (17) для вычисления экспе-риментального значения удельного заряда электрона. Все эти параметры необходимо ввести вручную в чёрные поля в правой части этого окна (рисунок 18). Туда же следует ввести значе-ние критического тока соленоида, соответствующее максимуму на графике производной dIa/dIc = f(Ic) (рисунок 17) и выставленное в самом начале работы анодное напряжение магне-трона из таблицы No 1. Внимание! Значение критического тока соленоида Ic(кр) нужно вводить в миллиамперах. Нажмите кнопку «Вычислить», чтобы рассчитать экспериментальное зна-чение удельного заряда электрона.
9. Вставьте в отчёт рабочую формулу (17), подставьте в неё все необходимые значения физиче-ских величин в единицах СИ и запишите рассчитанное по программе экспериментальное зна-чение удельного заряда электрона. Не забудьте указать его размерность в единицах СИ.
10. Найдите в справочной литературе значения элементарного заряда и массы покоя электрона и рассчитайте по ним теоретическое значение удельного заряда электрона.
11. Сверьте полученные значения между собой и сделайте вывод о справедливости применения метода магнетрона для измерения удельного заряда электрона.

Вариант 3
Анодное напряжение Ua = 21 В

Контрольные вопросы

1. Магнитное поле, его основные физические свойства.
2. Основные параметры электрического поля: напряжённость и индукция, связь между ними.
3. Закон Био – Савара - Лапласа.
4. Принцип суперпозиции для напряжённости и индукции магнитного поля.
5. Графическое изображение магнитных полей. Силовые линии магнитного поля.
6. Действие магнитного поля на движущиеся электрические заряды. Сила Лоренца.
7. Устройство и принцип действия магнетрона. Техническое применение магнетро-нов.
8. Уравнение движения электрона в магнетроне (с выводом).
9. Физический смысл удельного заряда электрона. Вывод формулы для вычисления удельного заряда электрона.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Физика (часть 1)
Вид работы: Лабораторная работа 2
Оценка: Зачет
Дата оценки: 20.12.2020
Рецензия: Уважаемый..........................................,

Стрельцов Александр Иванович