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

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

История открытия электрона Джозеф Джон Томсон Джозеф Джон Томсон

История открытия электрона Модель атома Томсона

История открытия электрона Эрнест Резерфорд

История открытия электрона Планетарная модель атома

История открытия электрона Опыт Томсона

История открытия электрона Роберт Эндрюс Милликен

История открытия электрона Опыт Милликена

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА

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

Термоэлектронная эмиссия

Радиальное электрическое поле внутри магнетрона

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

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

Вывод формулы для определения удельного заряда электрона

Магнетрон (электронная лампа в центре соленоида)

Принципиальная схема установки

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

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

Установка в сборе со снятым соленоидом Экспериментальная часть

Установка в сборе с установленным соленоидом Экспериментальная часть

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

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

I кр 1 = 193 мА

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

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

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

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

Спасибо за внимание