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
1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ
Цель работы - получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона.
При достаточно малых анодных напряжениях (при кот. не достигается ток насыщения) зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуумном диоде описывается законом Богуславского-Ленгмюра
, где k=1,5,где величина С для диода с цилиндрическим анодом и катодом равна
Здесь =8,85.10-12 Ф/м, – радиус анода, – некоторый экспериментально подбираемый численный коэффициент.
Устройство простейшей электронной лампы, содержащей всего 2 электрода, показано на рисунке. В стеклянный баллон, из кот. выкачан воздух до давления порядка 10-5 Па, впаяно 2 металлических электрода: катод, представляющий собой тонкую вольфрамовую нить, и цилиндрический анод. Катод располагается вдоль оси симметрии анода. Заметим, что в некоторых лампах анод разделён на три секции. Наружные секции A’ называются охранными кольцами. Они имеют потенциал центральной секции A и служат для уменьшения рассеяния поля вблизи неё.
|
i |
UR |
UA |
|
1 |
1.6 |
8.9 |
|
2 |
3.9 |
16.8 |
|
3 |
6.9 |
23.3 |
|
4 |
10.7 |
30.7 |
|
5 |
14.0 |
36.5 |
|
6 |
17.7 |
42.8 |
|
7 |
21.2 |
48.3 |
|
8 |
25.2 |
55.1 |
|
9 |
29.5 |
61.7 |
|
10 |
33.2 |
67.9 |
|
i |
UR |
UA |
|
1 |
1.7 |
9.0 |
|
2 |
3.8 |
16.0 |
|
3 |
7.0 |
23.3 |
|
4 |
10.1 |
29.9 |
|
5 |
13.7 |
36.3 |
|
6 |
17.6 |
43.8 |
|
7 |
20.9 |
49.2 |
|
8 |
24.4 |
56.2 |
|
9 |
28.5 |
63.3 |
|
10 |
31.5 |
70.1 |
3. РАСЧЁТЫ
Вычисляем значения анодного тока I, анодного напряжения UA и логарифмов этих величин:
|
ln(I) |
ln(Ua) |
|
-10,9 |
0,7 |
|
-8,1 |
2,3 |
|
-7,2 |
2,8 |
|
-6,6 |
3,2 |
|
-6,3 |
3,4 |
|
-6,0 |
3,6 |
|
-5,8 |
3,8 |
|
-5,6 |
3,9 |
|
-5,4 |
4,0 |
|
-5,3 |
4,2 |
|
ln(I) |
ln(Ua) |
|
|
-0,7 |
|
-8,1 |
2,2 |
|
-7,2 |
2,8 |
|
-6,6 |
3,2 |
|
-6,2 |
3,4 |
|
-6,0 |
3,6 |
|
-5,7 |
3,7 |
|
-5,5 |
3,9 |
|
-5,4 |
4,0 |
|
-5,2 |
4,1 |
Результаты округляются до десятых, так как по ним строится график зависимости ln(I)(ln(UA)).
По графику определяем:
Ln(C)= -11,1 K= 1,51 C=1,38*10-5
Ln(C)= -11,4 K= 1,55 C= 1,12*10-5
Ln(C )= -11,25 K= 2,53 C= 1,25*10-5
Используя вышеприведённую формулу, рассчитываем удельный заряд электрона:
1,89*1011 ()
4. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ
Оценка погрешности для C как результата измерений.
а) Прямые измерения.
Величина вычисляется по графику ln(I)(ln(UA)):
б) Косвенные измерения.
Относительная погрешность вычисляется по формуле:
Вывод: Значение погрешности объясняется главным образом неточностью измерения величины ln(C) по графику ln(I)(ln(UA)), то есть погрешность является случайной погрешностью прямых измерений.
5. РЕЗУЛЬТАТ
Табличное значение составляет
Нами получено
Видно, что табличное значение с учётом погрешностей попадает в экспериментально най денный интервал.
Окончательный результат при aдов=0,95: