e5 (физика лабы 2 курс 3-й семестр (методички)), страница 2

Снять характеристику диода №1, помещенного в магнитное поле, т.е. зависимость IA=f(IC)при U=1 В. Для этого, вращая ручку ЛАТРа T1, следует фиксировать значения тока IA в анодной цепи установки при изменении тока IC в цепи соленоида. Ток в соленоиде следует изменятьчерез каждые 0,1 А в интервале от 0 до 1 А.Результаты эксперимента занести в табл. 1.Внимание! Следить за показанием вольтметра V в процессе выполнения эксперимента,поддерживая заданное значение разности потенциалов между катодом и анодом лампы.5. В последовательности, указанной в пп. 2...

4, снять характеристики IA=f(IC) для ламп № 2 и№3 при разности потенциалов между катодом и анодом U=1 B. Результаты занести в табл. 1.6. По данным табл. I для трех ламп построить на миллиметровой бумаге их характеристики графики IA=f(IC) (см. рис. 3). (Все графики расположить на одном чертеже.)По полученным экспериментальным результатам (графикам) сделать вывод о влиянии технологических факторов на характеристику диода.Из трех ламп выбрать лампу с лучшей характеристикой и для нее провести исследования в соответствии с рекомендациями, изложенными в задании 2.Задание 2. Определение удельного заряда электрона.1.

Для выбранной лампы в последовательности, указанной в пп. 2... 4 задания 1, снять характеристики IA=f(IC) при разности потенциалов между катодом и анодом лампы соответственноU1=1 В, U2 = 1,5 B, U3 =2 В. (Если при U3 =2 В произойдет зашкаливание микроамперметра, тоснять характеристику для U3 =0,5 В.)Результаты занести в табл. 2.Таблица 2IA, мкАприЛампа № ; IС , A00,10,20,30,4...1,0U1 = 1 ВU2 = 1,5 ВU3= 2 В2. По данным табл.

2 для трех значений разности потенциалов U1 ,U2, U3, построить на миллиметровой бумаге характеристики выбранного диода. Все графики расположить на одном чертеже.3. Для каждой характеристики определить критическое значение тока в соленоиде IС.КР . Значение IС.КР соответствует значению абсциссы точки перегиба D на графике IA=f(IC) (см. рис. 3), вокрестности которой анодный ток уменьшается наиболее резко.4. Для трех значений IС.КР и соответствующих значений U1 ,U2, U3 по формуле (12) вычислитьудельный заряд электрона e/m.

Найти среднеарифметическое значение < e/m>. Значения rА, l, Nуказаны на панели установки.5. По отношению к табличному значению e/m = 1,75·1011 Кл/кг вычислить относительную погрешность измерения среднеарифметической величины < e/m>:(e m )ТАБЛ − e mε=⋅ 100%(e m )ТАБЛКОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ1. Почему практическая характеристика диода отличается от идеальной?2. Какова скорость электронов vA, достигших анода при разности потенциалов U=1B? Вычисления провести по формуле (2).3.

Объяснить причины, которые приводят к расхождению полученного значения < e/m> в данной работе с табличным значением e/m.ЛИТЕРАТУРА1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 5 T. - M.: Наука, 1998.2. Физический практикум / А.Г.Белянкин, Г.П.Мотулевич, Е.С.Четвериков и др.;/Под ред.В.И.Ивероновой. - M.: Физматгиз, 1962. - 816 с.3. Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы, - M.: Изд-во «Связь», 1960. - 734 с.ПРИЛОЖЕНИЕВ полярной системе координат r, φ (см.

рис.) уравнение движения электрона в тангенциальномнаправлении записывается следующим образом:(13)ma = F = e v BτЛτrгде FЛτ = e vrB - тангенциальная составляющая силы Лоренца, которая может быть преобразована к видуev r B = e( )1 eB d 2drB=r2 r dtdt(14)Тангенциальное ускорение электрона aτ формально можно представить в виде суммы двух ускорений: ускорения, обусловленного движением электрона по окружности радиуса r c центромd 2ϕв начале координат ( rε = r 2 ), и ускорения, обусловленного наличием у электрона переменdtdϕ drной радиальной составляющей скорости vr ( 2ωv r = 2):dt dtd2ϕ dϕ dr 1 d  2 dϕ =aτ = r 2 + 2rdt dt r dt  dt dt(15)С учетом (14) и (15) уравнение (13) принимает следующий вид: dϕ  1 ed  r2Bd r 2= dt  2 m( )(16)Интегрируя (16) от r=rK до r=rA , получим1 e 2 dϕ  dϕ (17)B rA2 − rK2r − r2 = dt  A  dt  K 2 mdϕу поверхности катода принята равнойТак как тангенциальная скорость электрона v τ = rdtнулю, т.е. dϕ r = 0, dt  Kа у поверхности анода в момент касания()e dϕ v A = r = 2 U,m dt  Aто из выражения (17) при В=ВКР следуетrA 2()e1 eU=B KP rA2 − rK2 ,m2mоткудаe=m8UrK22 2 rA B KP  1 − 2rA2(18)При rK<<rA :(т.е.

когда можно пренебречь радиусом катода) зависимость (18) совпадает с (10).vvrBFЛrFЛτφrK v=0FЛaτvτrFЛrAKAvτA=V=vA.