POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczeń Nr 52
Gabriel Gazda Marek Gryber	Temat: WYZNACZANIE STOSUNKU e/m ELEKTRONU
Wydział Informatyki i Zarządzania Rok 2	Data: 1996-11-28	Ocena:

Wyznaczanie stosunku e/m metodą poprzecznego pola magnetycznego (metoda Thomsona).

1. Dane:

n=650 - ilość zwojów w cewce HELMHOLTZA,

R=50±1 [mm] - promień cewki,

d=4.0±0.1[mm] - odległość płytek odchylających,

l=11±1 [mm] - średnica obszaru działania pola magnetycznego,

L=90±1 [mm] - odległość ekranu od punktu wejścia elektronu w pole magnetyczne,

δy=±0.5 [mm] - dokładność odczytu położenia plamki.

- przenikalność magnetyczna próżni,

2. Wyniki pomiarów i obliczenia:

Pomiary zostały wykonane w dwóch seriach pierwsza przy przesunięciu plamki w górę ekranu dla odchylenia 5 , 10 , 15 mm , druga przy przesunięciu plamki w dół ekranu dla tych samych odchyleń.

e/m = 2,0695 ⋅ 10¹¹ ± 4,4392 ⋅ 10⁹ C/kg .

U - napięcie przyłożone do płytek odchylających [V],

ΔU - błąd bezwzględny napięcia [V],

I - natężenie prądu płynącego przez cewki Helmholtza [mA],

ΔI - błąd bezwzględny natężenia prądu [mA],

X - wyliczona wartość stosunku e/m [C/kg],

ΔX - wyliczony błąd bezwzględny stosunku e/m [C/kg],

ε - błąd względny pomiaru stosunku e/m [%].

Wzory wykorzystywane w obliczeniach:

Gdzie:

Stąd:

Wartość e/m. została wyznaczona jako średnia arytmetyczna wyników wszystkich pomiarów.

3.Wyznaczanie błędów.

Błędy pomiarów napięcia i natężenia prądu wyznaczyliśmy korzystając z klasy przyrządów pomiarowych.

ΔU = ΔI = .

Błędy wielkości wyznaczanego stosunku wyliczyliśmy z różniczki zupełnej wzoru na stosunek e/m .

e/m. = X,

- błąd względny;

Błędy końcowego wyniku wyznaczyliśmy jako średnia arytmetyczna błędów wszystkich pomiarów.

Wyznaczanie stosunku e/m metodą podłużnego pola magnetycznego.

1.Dane :

lx = 0.221 m. - odległość płytek odchylających od ekranu,

ly = 0.183 m. - odległość płytek odchylających od ekranu,

n/b = k = 7200 - liczba zwojów solenoidu,

2. Wyniki pomiarów i obliczenia:

e/m = 1,91456⋅10¹¹ ± 3,38845⋅10⁹ C/kg - dla odchylania w kierunku X

U - ustawione napięcie przyspieszające [V],

ΔU - błąd bezwzględny napięcia przyspieszającego [V],

I - natężenie prądu płynącego przez solenoid [mA],

ΔI - błąd bezwzględny natężenia prądu płynącego przez solenoid [mA],

X - wyliczona wartość stosunku e/m [C/kg],

ΔX - wyliczony błąd bezwzględny stosunku e/m [C/kg],

ε - błąd względny pomiaru stosunku e/m [%].

Wzory wykorzystane w obliczeniach:

. ( gdzie l_i - l_x lub l_y )

,

Stąd:

Wartość e/m wyznaczyliśmy jako średnią arytmetyczną wyników poszczególnych pomiarów.

3.Wyznaczanie błędów obliczeń.

Błędy pomiarów napięcia i natężenia wyznaczyliśmy z klasy tych przyrządów.

Błędy wielkości wyznaczanego stosunku wyliczyliśmy z różniczki zupełnej wzoru na stosunek e/m .

Błędy końcowego wyniku wyznaczyliśmy jako średnia arytmetyczna błędów wszystkich pomiarów.

Wnioski:

W metodzie poprzecznego pola magnetycznego otrzymany wynik pomiaru stosunku e/m. jest w przyblizeniu zgodny z wartoscią e/m odczytaną z tabeli. W metodzie tej na wynik pomiaru największy wpływ miała niedokładność ustawienia położenia plamki, które było obarczone dużym błędem wynikającym z rozmiarów i nieregularnego kształtu plamki. W metodzie tej bardzo istotne było to aby pole magnetyczne było prostopadłe do elektrycznego. Wartość e/m w tej metodzie jest uzależniona od pomiaru wielu wielkości, stąd duży błęd wielkości e/m.

W metodzie podłużnego pola magnetycznego przy pomiarach z odchyleniem w kierunku X wyniki pomiaru są zbliżone do wartości tabelarycznych. Natomiast przy odchylaniu w kierunku Y wyniki znacznie odbiegają od wartości tabelarycznych.. Można z tego wnioskować że wartość odległości płytek odchylających Y od ekranu jest błędnie podana.