Rok akademicki 1998/99	LABORATORIUM FIZYCZNE
Nr Ćwiczenia 51	POMIAR ŁADUNKU WŁAŚCIWEGO E/M ELEKTRONU
Wydział : elektronika Kierunek : Informatyka Grupa : 1.2	Jarosław Struś
Data 14. V. 1999		Ocena	Podpis
	T
	S

1. WPROWADZENIE.

Doświadczenie nasze wykonujemy przy pomocy lampy oscyloskopowej umieszczonej w polu magnetycznym o indukcji B. Źródłem pola magnetycznego jest zwojnica. Na elektron wpadający do pola magnetycznego o indukcji B pod pewnym kątem do jego linii sił, działa siła odchylająca zwana siłą Lorentza : F = eVB

Jeśli elektron porusza się prostopadle do linii sił pola, to siła Lorentza powoduje zakrzywienie toru elektronu, bez zmiany jego prędkości. Pod wpływem zmiany napięcia między katodą i anodą tor ruchu elektronu ulega coraz większemu zakrzywieniu. Znając wartość przesunięcia plamki światła na ekranie oscyloskopu możemy określić wartość ładunku właściwego e/m.

2. SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO.

Wielkości stałe:

μ₀ = 12,56 * 10 ^-7 Vs / Am Δy = 2 *10 ^{-- 3} m

n= 8 zwoi ΔU = + 1% z U

R = 0,3 ± 0,005 m Δi = 0,05 A

l = 18,6 ± 0,3 cm

3. TABELA POMIAROWA.

U [ V ]	i [ A ]	y [ mm ]	e/m [ C / kg ]	|e/m śr. - e/m| [ C / kg ]
	2,5	8	1,95*10 ^11	0,28*10 ^11
800	3,5	10	1,55*10 ^11	0,13*10 ^11
	4,5	13	1,58*10 ^11	0,09*10 ^11
	2,5	7	1,86*10 ^11	0,19*10 ^11
1000	3,5	9	1,57*10 ^11	0,10*10 ^11
	4,5	12	1,68*10 ^11	0,01*10 ^11
	2,5	6	1,64*10 ^11	0,03*10 ^11
1200	3,5	8	1,49*10 ^11	0,18*10 ^11
	4,5	11	1,70*10 ^11	0,03*10 ^11
			e / m śr. = 1,67*10 ^11

4. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA.

Dla U = 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m

e / m = S

e / m = 1.57 * 10 ¹¹ C / kg

wartość średnia

e / m = S

e / m śr. = S śr.

e / m śr. = 1.67 * 10 ¹¹ C / kg

5.RACHUNEK BŁĘDÓW

a) błąd przeciętny :

- dla pojedynczego pomiaru

Dla U= 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m

|e / m śr. - e / m| = 1.67 * 10 ¹¹ C / kg - 1.57 * 10 ¹¹ C / kg = 0.10 * 10 ¹¹ C / kg

- dla wszystkich pomiarów

e / m przeciętny = 0,11 * 10 ¹¹ C / kg

b) błąd maksymalny dla pojedynczego pomiaru:

Dla U = 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m

e / m max = Smax

e / m max = 0.23 * 10 ¹¹ C / kg

6.ZESTAWIENIE WYNIKÓW

Dla U = 1000 V , i = 3,5 A , y = 0,009 m

e / m = 1.57 * 10 ¹¹ C / kg

wartość średnia

e / m śr. = 1.67 * 10 ¹¹ C / kg

błąd przeciętny

e / m przeciętny = 0,11 * 10 ¹¹ C / kg

błąd maksymalny

e / m max = 0.23 * 10 ¹¹ C / kg

7. WAGI I WNIOSKI.

Wykonane pomiary obarczone są błędem spowodowanym niezbyt precyzyjnym odczytywaniem wyników z przyrządów. W doświadczeniu zaznaczało się pisakiem ślad plamki na ekranie oscyloskopu. W tym wypadku pewien błąd spowodowała grubość pisaka a także drżenie ręki w momencie zaznaczania. Niewątpliwie na wartość odczytywanych wyników wpłynęła także ułomność obserwatora. Chodzi tu o kąt pod jakim obserwator patrzył na przymiar kreskowy w efekcie czego mogło dojść do nieznacznego błędu w odczycie wartości przesunięcia plamki na ekranie oscyloskopu.

1

Ćwiczenie 51, strona 1

---