WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Grupa szkoleniowa E5D9 mgr inż. Andrzej
Wiśniewski stopień i nazwisko prowadzącego
Monika Majewska
Marcin Pytkowski
( imię i nazwisko słuchacza)
ocena
końcowa ocena przygotowawcza
do ćwiczenia
SPRAWOZDANIE
Z
PRACY LABORATORYJNEJ Nr 20
Temat: Wyznaczanie z pomiarów efektu magnetronowego.
1. WSTĘP TEORETYCZNY
Jeżeli w jednorodnym polu magnetycznym wstrzelimy prostopadle do linii sił tego pola elektron
(o ładunku = -e) z prędkością n ,to na ten ładunek działa siła:
gdzie:
-wektory pola elektrycznego i indukcji magnetycznej;
q -dodatni ładunek próbny;
-wektor prędkości ładunku;
W tym przypadku =0,a q = -e, co prowadzi do związku :
´
Wynikiem działania siły na elektron będzie zakrzywienie jego toru w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wektora .Ponieważ elektron wciąż porusza się w kierunkach prostopadłych do ,to kąt a stale wynosi p/2 i wartość bezwzględna siły Lorentza jest stała ,a więc torem elektronu jest okrąg .Zjawisko to zwie się
efektem magnetronowym .Posłuży ono do wyznaczenia wartości e/m.
Aby tego dokonać należy określić równocześnie trzy wielkości fizyczne :wielkość indukcji magnetycznej, prędkość wstrzelenia elektronu w pole oraz promień okręgu ,po którym on krąży w polu magnetycznym. Trudno jest wyznaczyć przy ustalonym polu magnetycznym krzywiznę toru elektronu ,więc w ćwiczeniu odbędzie się postępowanie odwrotne -- poszukamy pola o takiej indukcji B ,aby elektron krążył z góry wyznaczonym torze (określ. r).
Do tego służy dioda lampowa ,w której cienki drut (katoda) umieszczony jest w osi cylindrycznej anody .Elektrony wychodzące z tejże katody biegną promieniście do anody uzyskując przy tym prędkość
gdzie Ua jest napięciem przyłożonym między katodę i anodę .
W diodzie lampowej o promieniach anody i katody (odpowiednio ra i rk ;ra <rk)
tor elektronowy zostanie tak zakrzywiony ,aby był on styczny do powierzchni anody, czyli promień musi wynosić:
Wartość indukcji w której sytuacja ta nastąpi nazwiemy krytyczną i oznaczymy Bkr
Dioda lampowa umieszczona jest w polu magnetycznym wytwarzanym przez cewkę z prądem .Znając natężenie w polu magnetycznym prądu I płynącego w solenoidzie można wyznaczyć indukcję magnetyczną pola w pobliżu środka cewki za pomocą wzoru :
B = b I
Gdzie b oznacza empirycznie wyznaczoną stałą .
a) cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie z pomiarów efektu magnetronowego.
b) schemat układu pomiarowego
++
Rys. Układ w którym jest badany efekt magnetronowy
W doświadczeniu badana jest zależność prądu anodowego Ia funkcji B przy ustalonym napięciu anodowym.
2.Opis ćwiczenia
2.1 opis
Poszukujemy takiego pola magnetycznego B przy którym elektrony będą krążyć po z góry określonym okręgu. W doświadczeniu badana jest zależność prądu anodowego Ia Przy ustalonym napięciu anodowym.
`
2.2 Dane:
dI = 5 mA błąd pomiaru prądu zasilającego cewkę
dIa = 5 mA błąd pomiaru prądu anodowego
dUa = 0,25 V błąd pomiaru napięcia anodowego
b = 1,35 × 10-2 T/A empirycznie wyznaczona stała dla cewki
db = 0,02 × 10-2 T/A błąd wyznaczenia stałej
ra = 0,8 mm promień anody
dra = 0,01 mm błąd promienia anody
rk = 0,05 mm promień katody
drk = 0,01 mm błąd promienia katody
2. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARU
I [mA]
dla Ua=6 [V]
dla Ua=8 [V]
dla Ua =10 [V]
Ia [mA]
0
25,8
39,1
51,1
20
26
39,5
51,9
40
26,1
39,9
52,1
60
51,8
80
39,0
51,5
100
25
38,9
51,2
110
24,5
38,8
120
24,2
38,5
51
130
matthas