Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
4
PAGE 5
Федеральное Агентство по образованию.
Томский Государственный Университет Систем Управления и
Радиоэлектроники.
(ТУСУР)
Кафедра физики
Отчёт
Лабораторная работа по курсу общей физики.
Изучение распределения Максвелла.
Преподаватель: Студенты гр. 346:
Орловская А. В. Сивун Д. О.
"__" марта 2007 г. Юрьев С. А.
2007
Введение
Целью работы является изучение распределения Максвелла по скоростям в системе электронов.
1. Описание экспериментальной установки и методики измерений
Экспериментальная установка включает в себя экспериментальный макет и магазин сопротивлений R. Анодная цепь лампы, установленной в макете, состоит из микроамперметра и магазина сопротивлений, с помощью которого регулируют задерживающую разность потенциалов U . В цепи накала электрической лампы имеются резисторы R1, R2 и переключатель К, позволяющие дискретно менять мощность накала, и, соответственно, температуру катода лампы.
Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки.
При нагревании катода лампы с него слетают электроны, (электроны движутся к аноду, следовательно, возникает ток в цепи с лампой). Меняя сопротивление R, мы замеряем ток в этой цепи.
2. Основные расчётные формулы
(2.1)
U-задерживающая разность потенциалов
Ia- ток в цепи с лампой
R сопротивление из магазина сопротивлений
-сопротивление амперметра
Формула зависимости температуры от углового коэффициента
(2.2)
-коэффициент угла наклона прямой, Δx/Δ у
Средняя скорость
(2.3)
Среднеквадратичная скорость
(2.4)
Наиболее вероятная скорость
(2.5)
Относительная погрешность
(2.6)
(2.7)
(2.8)
3. Результаты работы и их анализ
Таблица 3.1 – Результаты измерения и расчетов.
|
№ |
Uн , мкВ |
R,Oм |
Ia *10-6, А |
U=Ia(R+Rm) |
lnIa |
|
1 |
0,8 |
300 |
90 |
0,0333 |
-9,3157 |
|
2 |
0,8 |
500 |
70 |
0,035 |
-9,56702 |
|
3 |
0,8 |
700 |
56 |
0,0392 |
-9,79016 |
|
4 |
0,8 |
900 |
46 |
0,0414 |
-9,98687 |
|
5 |
0,8 |
1100 |
38 |
0,0418 |
-10,1779 |
|
6 |
0,8 |
1300 |
30 |
0,039 |
-10,4143 |
|
7 |
0,8 |
1500 |
24 |
0,036 |
-10,6375 |
|
8 |
|||||
|
9 |
0,7 |
300 |
52 |
0,0156 |
-9,86427 |
|
0,7 |
500 |
42 |
0,021 |
-10,0778 |
|
|
1 |
0,7 |
700 |
34 |
0,0238 |
-10,2892 |
|
2 |
0,7 |
900 |
30 |
0,027 |
-10,4143 |
|
3 |
0,7 |
1100 |
22 |
0,0242 |
-10,7245 |
|
4 |
0,7 |
1300 |
20 |
0,026 |
-10,8198 |
|
5 |
0,7 |
1500 |
14 |
0,021 |
-11,1765 |
|
6 |
|||||
|
7 |
0,9 |
300 |
134 |
0,0402 |
-8,91767 |
|
8 |
0,9 |
500 |
102 |
0,051 |
-9,19054 |
|
9 |
0,9 |
700 |
84 |
0,0588 |
-9,38469 |
|
0,9 |
900 |
68 |
0,0612 |
-9,596 |
|
|
1 |
0,9 |
1100 |
58 |
0,0638 |
-9,75507 |
|
2 |
0,9 |
1300 |
50 |
0,065 |
-9,90349 |
|
3 |
0,9 |
1500 |
42 |
0,063 |
-10,0778 |
|
4 |
0,8 |
300 |
90 |
0,0333 |
-9,3157 |
|
5 |
0,8 |
500 |
70 |
0,035 |
-9,56702 |
|
6 |
0,8 |
700 |
56 |
0,0392 |
-9,79016 |
|
7 |
0,8 |
900 |
46 |
0,0414 |
-9,98687 |
|
8 |
0,8 |
1100 |
38 |
0,0418 |
-10,1779 |
|
9 |
0,8 |
1300 |
30 |
0,039 |
-10,4143 |
Рисунок 3.1 - График зависимости lnIa от напряжения U
Пользуясь графиками определим коэффициент наклона К для каждого графика
|
K |
b |
|
|
1 |
-63,43924765 |
-7,576 |
|
2 |
-54,67774104 |
-9,242 |
|
3 |
-41,56521087 |
-7,154 |
Воспользуемся формулой 2.2 и найдем температуру Т для каждого К
Т1= -182.6707 Т2=-212.0461 Т3=-278.9401
Воспользуемся формулой 2.3 и найдем среднюю скорость
Vср1=84031.178
Vср2=90513.672
Vср3=103813.65
Воспользуемся формулой 2.4 и найдем квадратичную скорость
Vкв1=91184.48
Vкв2=98218.8
Vкв3=112651
Воспользуемся формулой 2.5 и найдем вероятную скорость
Vвр1=74451.81
Vвр2=80195.32
Vвр3=91979.13
Воспользуемся формулой 2.6 и найдем погрешность
|
(I1) |
(I2) |
(I3) |
|
-0,6193 |
-0,5944 |
-0,6799 |
|
-0,6125 |
-0,5775 |
-0,647 |
|
-0,5962 |
-0,5691 |
-0,6252 |
|
-0,5881 |
-0,5598 |
-0,6187 |
|
-0,5866 |
-0,5679 |
-0,6119 |
|
-0,597 |
-0,5627 |
-0,6088 |
|
-0,6085 |
-0,5775 |
-0,614 |
Воспользуемся формулой 2.7 и найдем погрешность
1=150,4925
2=202,5861
3=350,5668
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мы получили подтверждение справедливости формулы ,т.к. точки измеренной зависимости накладываются (в пределах их погрешностей) на линеаризованную теоретическую прямую.