Лабораториялық жұмыс Физика кафедрасының 20 ж
жүктеу/скачать 2,1 Mb.
|
Лабораториялы ж мыс Физика кафедрасыны 20 ж
| Өлшеу әдісі
Бұл жұмыста электронның меншікті зариядын анықтау үшін магнетрон әдісі қолданылады. Магнетрон- токтың басқарылуы сыртқы магнит өрісі арқылы жүзеге асатын екі электродты электрондық шам. Бұл өріс ішінде шамы бар соленоид арқылы пайда болады. Қызған катод және салқын анод коаксиал цилиндр пішінді болады(1 сур.қара). Магнетрон ішіндегі электр өрісінің сызықтары анодтор катодқа радиал бағытталған,ал тұрақты магнит өрісі катод осімен бағыталған. Сонымен, электр және магнит өрістері бір-біріне өзара перпендикуляр. Өрістің кернеулігі котодта максимал. Егер катодтың пішіні жіңішке жіп түрінде болса, ал ары қарай жылдамдықты шамамен тұрақты деп есептеуге болады. U потенциал айырмасымен үдетілген электрон mv2/2=eU кинетикалық энергияға ие болады,ал оның жылдамдығы 1 сурет. Шам
магнит өрісі жоқ кездебкатодтан ұшып шыққан электрондар электр өрісінің әсерінен радиал бағыттарда түзу сызықты қозғалады.Бұл ке рнеуге анодтық тізбекте анодтық кернеуге және катодтық қызу тәуелді өтеді.Шамды магнит өрісіне енгізгенде қозғалыстаға электрондарға Лоренц күші әсер етеді.Ол B сызықтығына перпендикуляр, яғни оған перпендикуляр електронның жылдамдық векторымен бір жазықтықта жатады және бөлшекке центрге тартқыш үдеу береді.Ньютонның 2-ші заңына сәйкес
Бұдан электрон магнетрондарды радиусы
2-сурет. Магнит индукциясын арттырғанда бөлшек қозғалысының траекториясы Болатын шеңбер бойымен қозғалады,ол магнит өрісінің индукциясы артқан сайын кемиді.2-ші суретте,цилиндрлік магнетронды магнит индукциясының арту шамасына қарай электронның қозғалыс траекториясына қалай өзгеретіндігі көрсетілген.2-ші суретте көрсетілгендей,радиусы R=r/2,мұндағы r-анод радиусы электрондардың траекториясына магнит индукциясының Вкр критикалық мәні болады.(4) және (6)ға сәйкес Вкр мәні электрондардың жылдамдығына және оған сәйкес Ua анодтық кернеуге тәуелді
Вкр нақты есептелуі 2.1 қосымшада келтірілген. Егер В Вкр болса, онда барлық электрондар анодқа жетеді және анодтық токтың мәні магнит өрісі болмаған кездегі мәнімен бірдей болады 2-ші суреттегі графиктің горизанталь бөлігі. Егер В ‹ Вкр болса, онда электрондар анодқа жетіп үлгермейді және шам арқылы өтетін ток нольге тең. В=Вкр болғанда ток лезде кеміп кетеді(2-ші сурет графикте үзік сызық)бірақ қисықтың баяу жүрісі байқалады.Ол мынадай себептерге байланысты,катод пен анодтың дұрыс коаксиалды болмауыбшекаралық эффектілерге,электрондардың катодтан әр түрлі жылдамдықпен ұшып шығуы және басқалар.Магнит өрісінің индукциясының Вкр критикалық мәнін анықтап,және (7)қатынасты қолданып,
формула бойынша электронның меншікті зарядын анықтауға болады. В индукциясын қысқа соленоидтың өрісіне арналған
формула бойынша есептейді, мұндағы 0=4 10-7 Гн/м-магниттік тұрақты, l – орамдар арқылы өтетін ток, N-соленоидтың орамдар саны,l-а1 және а2 -3ші суретте көрсетілген,шамды соленоид центріне орналастырғандағы бұрыштар cos мұндағы d-солленоид диаметрі. 3-сурет. Соленоид Косинустардың мәндерін (9) формулаға қойып,магнит индукциясының критикалық мәнін
Аламыз, мұндағы Iкр-магнит индукциясының критикалық мәніне сәйкес соленоидтағы токтың мәні. (10) өрнекті ескеріп,электронның меншікті зарядын анықтауға арналған (8) есептеу формуласын мына түрде
жазуға болады. Критикалық токтың мәнін анықтау үшін тәжірибеде алынған анодтық токтың соленоидтық токқа тәуелділігін Ia=f(l) қолданады (4а сурет),ол Ia=f(В) тәуелділігіне ұқсас,соленоидта критикалық ток болғанда анодтық токтың лезде кемуі байқалады. Ia=f(l) қисығының тіктігін анодтық ток пен соленоидтағы токтың өсімшелерінің қатынасын береді.Осы кезде =f(I) қисығының максимумы іздеп отырған мәнін береді. 4-сурет. Критикалық токты анықтау. жүктеу/скачать 2,1 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|