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
Целью работы является изучение распределения Максвелла по скоростям в системе электронов, эмитированных термокатодом.
Экспериментальная установка (рис 1.1) 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 Rн1,Rн2 и переключатель Кл , позволяющие дискретно менять мощность накала, и , соответственно, температуру катода лампы. Напряжение от сети подается в цепь накала через понижающий трансформатор.
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 силу тока в этой цепи.
(2.1)
U-задерживающая разность потенциалов
Ia- сила тока в цепи с лампой
R сопротивление из магазина сопротивлений
-сопротивление амперметра
Формула зависимости температуры от углового коэффициента
(2.2)
-коэффициент угла наклона прямой
Средняя скорость
(2.3)
Среднеквадратичная скорость
(2.4)
Наиболее вероятная скорость
(2.5)
(2.6)
(2.7)
(2.8)
(2.9)
Таблица 3.1 – Результаты измерения и расчетов.
|
Iн,мкА |
R,Oм |
Ia, мкА |
U, мкВ |
lnIa |
|
0,7 |
1000 |
35 |
0,0605 |
-10,26 |
|
0,7 |
2000 |
27,5 |
0,075 |
-10,5 |
|
0,7 |
3000 |
21 |
0,078 |
-10,77 |
|
0,7 |
4000 |
19,7 |
0,093 |
-10,83 |
|
0,7 |
5000 |
16,7 |
0,094 |
-11,04 |
|
0,7 |
6000 |
14,9 |
0,1 |
-11,11 |
|
0,7 |
7000 |
12,5 |
0,098 |
-11,28 |
|
0,7 |
8000 |
11 |
0,096 |
-11,41 |
|
0,78 |
1000 |
50 |
0,0865 |
-9,9 |
|
0,78 |
2000 |
35 |
0,095 |
-10,26 |
|
0,78 |
3000 |
27 |
0,1 |
-10,51 |
|
0,78 |
4000 |
23 |
0,108 |
-10,68 |
|
0,78 |
5000 |
21 |
0,12 |
-10,77 |
|
0,78 |
6000 |
18,5 |
0,124 |
-10,89 |
|
0,78 |
7000 |
16,5 |
0,127 |
-10,01 |
|
0,78 |
8000 |
15 |
0,13 |
-11,1 |
|
0,9 |
1000 |
66 |
0,11 |
-9,62 |
|
0,9 |
2000 |
46 |
0,135 |
-9,98 |
|
0,9 |
3000 |
36 |
0,134 |
-10,23 |
|
0,9 |
4000 |
30 |
0,144 |
-10,41 |
|
0,9 |
5000 |
26 |
0,148 |
-10,55 |
|
0,9 |
6000 |
24 |
0,161 |
-10,63 |
|
0,9 |
7000 |
20 |
0,164 |
-10,81 |
|
0,9 |
8000 |
19 |
0,165 |
-10,87 |
Рисунок 3.1. - Графики зависимости lnIa от напряжения U
Пользуясь методом наименьших квадратов вычислим a (угловой коэффициент прямой) для каждого графика
а1= -24,7
а2= -22,6
а3= -23,56
Воспользуемся формулой 2.2 и найдем температуру Т для каждого а
Т1= 470K
Т2= 512K
Т3= 492K
Воспользуемся формулой 2.3 и найдем среднюю скорость
Vср1= 134.5 км/с
Vср2=140.4 км/с
Vср3=137.8 км/с
Воспользуемся формулой 2.4 и найдем среднеквадратичную скорость
Vкв1= 146.3 км/c
Vкв2= 152.6 км/с
Vкв3= 149.7 км/с
Воспользуемся формулой 2.5 и найдем наиболее вероятную скорость
Vв1= 119.6 км/c
Vв2= 124.5 км/с
Vв3= 122.1 км/с
Воспользуемся формулой 2.6 и найдем погрешность измерения температуры катода
На основании данного опыта мы получили подтверждение линейной зависимости задерживающего напряжения от натурального логарифма анодного тока и справедливости формулы . А следовательно, и подтвердили закон распределения Максвелла по скоростям в системе электронов, эмитированных термокатодом.