Определение удельного заряда электрона Нижний Новгород 2014 г. Выполнил: Тотров Дмитрий, ученик МБОУ лицей 38 группа 2 Научный руководитель: Учитель физики. - презентация

1 Определение удельного заряда электрона Нижний Новгород 2014 г. Выполнил: Тотров Дмитрий, ученик МБОУ лицей 38 группа 2 Научный руководитель: Учитель физики и астрономии Тукова Надежда Борисовна

2 Заряд электрона: e= - 1, Кл Масса электрона: m = 9, кг

3 История открытия электрона Джозеф Джон Томсон Джозеф Джон Томсон

4 История открытия электрона Модель атома Томсона

5 История открытия электрона Эрнест Резерфорд

6 История открытия электрона Планетарная модель атома

7 История открытия электрона Опыт Томсона

8 История открытия электрона Роберт Эндрюс Милликен

9 История открытия электрона Опыт Милликена

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА

11 3 1 2 Простейший магнетрон: 1- катод 2-анод 3-соленоид

12 Термоэлектронная эмиссия

13 Радиальное электрическое поле внутри магнетрона

14

15 Z X Y R Движение электрона в скрещенных электрическом и магнитном полях

16

17

18

19 Идеальная характеристика В В кр IaIa Зависимость тока анода от индукции магнитного поля соленоида Реальная характеристика

20 Вывод формулы для определения удельного заряда электрона

21

22

23

24

25 Магнетрон (электронная лампа в центре соленоида)

26

27

28 Принципиальная схема установки

29 Напряжение накала, В: 3,15 Ток накала, мА: 400 Напряжение анода, В: 100 Радиус анода, мм: 8±1 Экспериментальная часть

30 Диаметр провода, мм: 0,45 Длина соленоида, мм: 110 Внутренний диаметр, мм : 45 Внешний диаметр, мм: 65 Количество витков намотки : 2040 Экспериментальная часть

31 Установка в сборе со снятым соленоидом Экспериментальная часть

32 Установка в сборе с установленным соленоидом Экспериментальная часть

33 Опыт 1. Напряжение на аноде лампы : U 1 =22В Полная характеристика Ic, mAIa,µAIa/IcIc, mAIa,µAIa/IcIc, mAIa,µAIa/Ic , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

34

35

36 Точная характеристика на критическом участке Ic, mA Ia,µA Ia/ Ic Ic, mAIa,µA Ia/ Ic Ic, mAIa,µA Ia/ Ic

37

38 I кр 1 = 193 мА

39 опыта Напряжение анода U a, В Критический ток соленоида I кр,А Критическая магнитная индукция В кр, Тл Удельный заряд электрона e/m , Кл/Кг Табличное значение 1220,1930,003951, , ,2080,004261, ,2160,004421,79184 Среднее значение 1,76018 Таблица результатов измерений и вычислений

40

41 Полученное экспериментальным путем значение удельного заряда электрона: 11 Кл/кг

42 В процессе работы мы собрали установку по определению удельного заряда электрона методом магнетрона. В качестве магнетрона мы использовали серийно производимый вакуумный диод (кенотрон). Магнитное поле создавалось изготовленным нами соленоидом. Так как лабораторных блоков питания у нас не было (работа делалась в домашних условиях), нам пришлось собрать источники питания цепей анода, соленоида и накала катода лампы самостоятельно. Источники питания мы сознательно делали стабилизированными, для более высокой точности нашего эксперимента. В результате эксперимента мы определили удельный заряд электрона. Было проведено три опыта для разных значений напряжения на аноде вакуумного прибора. Выводы

43 В качестве измерительных приборов использовались высокоточные цифровые мультиметры. Основная погрешность измерений сложилась из следующих факторов: –Невысокое качество изготовления соленоида (качество намотки, количество витков, размеры и пр. ) –Не идеальность самого вакуумного прибора (соосность анода и катода, диаметр анода, конечные размеры катода). –За время снятия характеристики соленоид успевал достаточно сильно нагреваться, что так же влияло на точность измерений. Выводы

44 Спасибо за внимание