Магнетизм

Электр жəне магнетизм
19
 
тұрақты
жылдамдықтарды
g

, 
E

өлшеп
, 
тамшы
зарядын
та
-
буға
болады
. 
Ал
k
тамшы
радиусын
өлшеу
арқылы
табылады
. 
Алайда
бұл
радиусты
микроскоп
көмегімен
өлшеу
мүмкін
емес
, 
өйткені
оның
мəні
см
7
4
10
10



-
ге
жуық
, 
яғни
жарықтың
толқын
ұзындығымен
шамалас
. 
Осы
себептен
микроскоп
там
-
шының
диффракциялық
кескінін
ғана
береді
. 
Тамшы
радиусын
электрстатикалық
өріс
жоқ
кездегі
оның
эксперименттен
алын
-
ған
қозғалу
жылдамдығы
арқылы
табуға
болады
. 
g

мəнін
біліп
, 
)
(
3
/
4
0
3
0






r
m
m
деп
(6) 
теңдеуден
төмен
-
дегіні
аламыз
: 
)
(
2
9
0





g
r
g
.
(14)
 
Өз
тəжірибесінде
Милликен
тамшы
зарядын
конденсаторға
радий
элементін
(
радиоактивті
элемент
) 
жақындатып
өзгерткен
. 
Осы
кезде
радий
камерадағы
ауаны
иондап
, 
нəтижесінде
тамшылардың
қосымша
теріс
немесе
оң
заряд
жинауы
мүмкін
болды
. 
Егер
осыған
дейін
тамшы
теріс
зарядталған
болса
, 
оның
үлкен
ықтималдылықпен
оң
иондарды
тартатыны
белгілі
. 
Бір
жағынан
теріс
иондарды
да
қосып
алуы
əбден
мүмкін
. 
Осы
жағдайларда
тамшы
заряды
секірмелі
түрде
өзгереді
, 
сонымен
қатар
қозғалу
жылдамдығы
E


да
. 
Тамшының
өзгерген
заряд
шамасы
0
q
(9)-
ға
сəйкес
төмендегідей
қатынаспен
табылады
: 
E
k
q
g
E
/
)
(
0





.
(15) 
(9) 
жəне
(15) 
тамшы
зарядына
қосылған
заряд
шамасы
анықталады
: 

20
М
.
Қ
.
 Досболаев
E
k
E
k
q
q
q
E
g
E
/
/
)
(
0












(16) 
Бір
тамшының
зарядтарын
салыстырып
олардың
шамасы
-
ның
өзгерісі
жəне
тамшы
заряды
бір
шамаға
еселенген
, 
яғни
e
-
элементар
зарядқа
еселенетініне
көз
жеткізуге
болады
. 
Милли
-
кен
көп
тəжірибе
жүргізді
жəне
əртүрлі
заряд
0
,
q
q
шамаларын
алды
, 
бірақ
олар
əрқашан
бір
шамаға
, 
Кл
e
10
17
,
1
19



тең
еселенді
. 
Осыдан
Милликен
келесі
тұжырымдама
жасады
, 
e
шамасы
– 
табиғатта
кездесетін
ең
кіші
электр
мөлшері
, 
яғни
«
электр
үлесі
». 
Бүгінгі
таңда
ол
шама
Кл
e
10
602
,
1
19



-
ға
тең
.
 
Ескерту
:
«
кварк
» 
деп
 
аталатын
субъядерлік
 
бөлшектер
 
модуль
 
бойынша
 
келесі
 
заряд
 
шамасына
 
тең
 
e
3
/
2
 
жəне
 
e
3
/
1
. 
Осы
 
себептен
 
электр
 
зарядының
 
кванты
 
деп
 
e
3
/
1
айтуға
 
болады
, 
бірақ
 
олар
 
бос
 
түрде
 
кездеспейді
 
олардың
 
біріккен
 
түрі
 – 
адрондар
, 
ал
 
оның
 
заряды
 
бүтін
. 
Оның
 
үстіне
 
атомдық
 
жəне
 
молекулалық
 
процестерде
 
заряд
 
e
еселенеді
.
 
Жұмысты
 
орындауға
 
қажет
 
құрал
-
жабдықтар
 
жəне
 
олардың
 
сипаттамалары
 
 

Милликен
қондырғысы
; 

Мультиметр
; 

Кернеу
көзі
0 – 600 
В
; 

Микрометр
1 
мм
(100 
бөлік
); 

Секундомер
, 2 
дана
; 

Айырып
қосқыш
. 

Жалғауыш
сымдар
: 
қара
l
=25 
см
; 
қызыл
l
=75 
см
, 2 
дана
; 
көк
l
=25 
см
, 2 
дана
; 
қара
l
=75 
см
, 3 
дана
. 

Электр жəне магнетизм
21
 
Жұмысты
 
орындау
 
тəртібі
 
 
Сфералық
май
тамшылары
тозаңдандырғыштан
шығу
ке
-
зінде
үйкеліс
əсерінен
зарядталады
. 
Тозаң
тамшылары
конден
-
сатордың
жоғарғы
пластинкасындағы
тесік
арқылы
пластиналар
аралығындағы
кеңістікке
түседі
, 
оны
микроскоп
көмегімен
бақылаймыз
. 
Егер
пластиналарға
кернеу
түсірілмеген
болса
, 
тамшылар
баяу
құлайды
, 
кернеу
түсірілген
болса
, 
тамшылардың
жылдамдығы
өзгеріп
, 
қозғалыс
бағытын
ауыстырады
. 
Зерт
-
ханалық
жұмыс
толығымен
Милликен
тəжірибесіне
сəйкес
келеді
. 
Тəжірибені
жасау
үшін
екі
студент
болғаны
дұрыс
. 
Қон
-
дырғыны
3-
суретте
көрсетілгендей
етіп
жинаңыз
. 
 
3-
сурет
.
Милликен
қондырғысының
қазіргі
заманғы
нұсқасы
Тұрақты
(300 
В
) 
жəне
өзгермелі
(0-300 
В
) 
кернеу
көздерінің
шығысын
300-600 
В
аралығындағы
кернеу
алынатындай
етіп
жалғаңыз
. 
Өріс
бағытын
өзгертетін
айырып
қосқышы
арқылы
кернеу
көзін
Милликен
қондырғысымен
жалғаңыз
. 
Вольтметр
осы
жерге
параллель
жалғанады
. 
Милликен
қондырғысының

22
М
.
Қ
.
 Досболаев
оптикалық
бөлігіндегі
жарықтандыру
жүйесі
кернеу
көзінің
6.3 
В
шығысына
жалғанады
.
Назар
 
аударыңыз
 
–
 
микроскоп
арқылы
қарағанда
сурет
төңкеріліп
түседі
, 
демек
, 
жоғары
көтеріліп
бара
жатқан
тамшы
шын
мəнісінде
төмен
түсіп
келеді
(4-
сурет
). 
 
4-
сурет
.
Конденсатор
астарлары
арасындағы
май
тамшылары
(
ақ
нүктелер
). 
Окулярдағы
градуировикалық
əйнек
сызықтарының
бөлік
құны
0,029 
мм
 
Тапсырмалар
 

Əртүрлі
кернеу
шамалары
мен
электр
өрісі
бағыттарындағы
май
тамшыларының
қозғалыс
жылдамдығын
зерттеу
. 

Тамшылардың
радиусын
жəне
зарядын
анықтау
. 
1.
Милликен
қондырғысының
оптикалық
жүйесін
қосыңыз
жəне
градуировикалық
əйнекті
қолданып
, 
микрометрге
калибровка
(
оку
-
лярда
анық
кескін
алу
) 
жүргізіңіз
. 
2.
Милликен
қондырғысындағы
кернеу
шамасын
300 
В
қойыңыз
. 
Қондырғының
бақылау
аймағына
май
тамшысын
бүркіңіз
. 
Ол
үшін

Электр жəне магнетизм
23
 
резеңке
«
грушаны
» 
қолданасыз
. 
Оптикалық
жүйе
көмегімен
май
там
-
шыларының
қозғалысын
бақылаңыз
. 
Тамшылардың
қозғалыс
бағыты
электр
өрісінің
бағытын
өзгерту
арқылы
жүзеге
асады
. 
Көрінетін
там
-
шылардың
ішінен
тік
жəне
баяу
қозғалатынын
таңдаңыз
. 
Қарастыры
-
лып
отырған
тамшылар
өлшемі
өте
кішкентай
, 
сондықтан
олардың
қозғалыс
жылдамдығы
тұрақты
деп
қарастыруға
болады
. 
Секундомердің
көмегімен
белгіленіп
алынған
тамшының
жоғары
бағытқа
жүрген
жолының
S
1
жəне
де
тура
осы
тамшының
төмен
бағытқа
жүрген
жолының
S
2
, t
1
, t
2
уақыттарын
анықтаңыз
. 
Алынған
нəтижелерді
1-
кестеге
енгізіңіз
. 
Тəжірибені
əртүрлі
кернеу
шамала
-
рында
бірнеше
рет
қайталаңыз
(10-15 
тамшы
үшін
). 5-
суретте
тексеру
экспериментінен
алынған
нəтижелер
мысал
ретінде
көрсетілген
. 
 
5-
сурет
.
Тамшылардың
қозғалысын
бақылау
бойынша
экспериментті
жүргізуге
мысал

24
М
.
Қ
.
 Досболаев
1-
кесте
 
U, B 
Тамшының
нөмірі
S
1
, 
мм
 
t
1
, 
с
 
S
2
, 
мм
 
t
2
, 
с
 
300 
400 
500 
3.
1-
кестедегі
мəндерді
қолданып
, 
1

жəне
2

жылдам
-
дықтарын
анықтаңыз
. 
Содан
кейін
(12) 
жəне
(13) 
формулалар
бойынша
тамшылардың
радиусын
жəне
зарядын
табыңыз
. 
Тамшының
заряды
төмендегі
формуламен
анықталады
:
ne
Q

,


(17) 
олай
болса
, 
элементар
зарядты
е
анықтауға
болады
. 
Соңғы
нəтижелерді
2-
кестеге
енгізіңіз
.
 


2-
кесте
 
Тамшының
нөмірі
1

, 
м
/
с
2

, 
м
/
с
Q
, 
Кл
 
r, 
м
 N 
e
, 
Кл
 
1
2
...
4.
Алынған
нəтижелерге
сараптама
жүргізіңіз
жəне
қоры
-
тынды
жазыңыз
. 
Қойылған
талаптардың
сəйкестігіне
назар
ау
-
дарыңыз
. 

жүктеу/скачать 3,9 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: