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
Цель работы - получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона.
При достаточно малых анодных напряжениях (при которых 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.
U |
UR |
UA |
|
10 |
2.5 |
8.9 |
|
20 |
4.1 |
16.4 |
|
30 |
7.3 |
23.4 |
|
40 |
10.3 |
29.5 |
|
50 |
14.2 |
36.5 |
|
60 |
17.6 |
42.3 |
|
70 |
22.7 |
48.6 |
|
80 |
25.4 |
54.3 |
|
90 |
29.5 |
60.2 |
|
100 |
33.4 |
67.3 |
|
U |
UR |
UA |
|
10 |
2.5 |
8.6 |
|
20 |
4.1 |
16.6 |
|
30 |
6.9 |
23.0 |
|
40 |
10.3 |
30.1 |
|
50 |
13.7 |
36.6 |
|
60 |
17.2 |
42.8 |
|
70 |
20.5 |
48.9 |
|
80 |
24.2 |
55.7 |
|
90 |
27.7 |
62.6 |
|
100 |
32.0 |
69.9 |
3. РАСЧЁТЫ
Вычисляем значения анодного тока I, анодного напряжения UA и логарифмов этих величин:
|
ln(I) |
ln(Ua) |
|
-8,2 |
2,2 |
|
-7,7 |
2,8 |
|
-7,1 |
3,2 |
|
-6,8 |
3,4 |
|
-6,5 |
3,6 |
|
-6,2 |
3,8 |
|
-6,0 |
3,9 |
|
-5,9 |
4,0 |
|
-5,7 |
4,1 |
|
-5,6 |
4,2 |
|
ln(I) |
ln(Ua) |
|
-8,0 |
2,2 |
|
-7,5 |
2,8 |
|
-7,0 |
3,1 |
|
-6,6 |
3,4 |
|
-6,3 |
3,6 |
|
-6,1 |
3,8 |
|
-5,9 |
3,9 |
|
-5,7 |
4,0 |
|
-5,6 |
4,1 |
|
-5,4 |
4,1 |
Результаты округляются до десятых, так как по ним строится график зависимости ln(I)(ln(UA)).
По графику определяем:
Ln(C)= -11,4 K= 1,37
Ln(C)= -11,1 K= 1,33
Ln(C )= -11,25 K= 1,36 C= 1,3*10-5
Используя вышеприведённую формулу, рассчитываем удельный заряд электрона:
1,96*1011 ()
4. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ
Оценка погрешности для C как результата измерений.
Программа Advanced Grapher, по которой строились графики, дает отклонение
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
Санкт-Петербургский Государственный Университет Информационных Технологий, Механики и Оптики
кафедра физики
Лабораторная работа № 5
Изучение тока в вакуумном диоде.
Работу выполнил студент
Бирюков Д.С. (группа № 1145)
Преподаватель Зинчик А.А.