В ывод рабочей формулы

Электрическое поле оказывает ускоряющее или тормозящее действие на помещенный в него заряд. Если электрон перемещается от катода к аноду и при этом не испытывает столкновений, то работа поля по перемещению заряда:

где - анодное напряжение. За счет этой работы происходит изменение кинетической энергии электрона:

тогда:

где –заряд электрона, – масса электрона, – начальная и конечная скорости электрона. Если начальная скорость электрона равна нулю, то можно записать:

По последней формуле можно определить скорость электрона при движении от катода к аноду:

Векторы напряженности электрического и индукции магнитного полей взаимно перпендикулярны, следовательно, сила Лоренца сообщает электрону центростремительное (нормальное) ускорение

Траектория движения электрона представляет собой окружность, радиус которой определяется из условия:

Решая совместно уравнения (1) и (2) при , получим, что удельный заряд электрона равен:

^.

Радиус окружности электрона при = :

где - расстояние между катодом и анодом. Следовательно:

Зная ток в соленоиде, можно найти критическое значение индукции магнитного поля.

Подставив значение , получим рабочую формулу:

где -длина соленоида (дана на соленоиде), – магнитная постоянная, - число витков соленоида, - расстояние между анодом и катодом.

Порядок выполнения работы

1. Собрать цепь по схеме, показанной на рис. 5. Питание анодной цепи производят от выпрямителя, который может давать напряжение до 300 В.

Рис. 5. Схема установки

2. Занести в таблицу значения длины соленоида , число витков , расстояние между анодом и катодом , указанные на установке.

3. Установить потенциометром анодное напряжение (по указанию преподавателя). Данные занести в таблицу.

4. Подождать, когда лампа нагреется, на экране лампы появится картинка, соответствующая рис.6, а.

5. При помощи реостата увеличивать ток в соленоиде до тех пор, пока не появится изгиб тени на экране электронной лампы, как показано на рис. 6,б.

а) Форма тени на б) Форма тени на

экране при экране при

Рис. 6.

6.Записать значение тока в соленоиде , при котором

наблюдается изгиб тени.

7. При данном анодном напряжении опыт повторить три раза.

8. Измерения произвести для трех различных анодных

напряжений.

9. Найти среднее значение силы тока.

10. Повторить пункты 4-8 для трех различных анодных

напряжений.

11. По формуле (3) вычислить удельный заряд электрона

для каждого значения .

12. Найти среднее значение удельного заряда электрона

.

13. Вычислить теоретическое значение удельного заряда

электрона

14.Вычислить относительную погрешность измерений по

формуле:

15. Результаты вычислений занести в таблицу.

Таблица

,