Определение удельного заряда электрона методом магнетрона

Увеличивая  индукцию магнитного поля, можно получить ситуацию, когда электрон, двигаясь по криволинейной траектории, едва не коснется анода и возвратится  на катод, как на рис 3в. Криволинейная  траектория в этом случае напоминает окружность, радиус которой для электрона вблизи анода приблизительно равен половине радиуса анода:

   (5)

где  значение скорости в соответствии с формулой (2) равно:

  (6)

Анодный ток при этом прекращается.

Таким образом, если известна индукция критического магнитного поля при определенном анодном напряжении, то из формул  (5) и (6) можно рассчитать удельный заряд  электрона

  (7)

 При дальнейшем увеличении  магнитного поля электроны, двигаясь по криволинейным замкнутым траекториям, удаляются от катода на меньшие расстояния и не долетают до анода, как показано на рис. 3г.

Для определения удельного заряда электрона по формуле (7) нужно, задавая  величину анодного напряжения, найти  значение индукции критического магнитного поля, при котором анодный ток уменьшается до нуля. В данной работе измеряется ток соленоида. Индукция магнитного поля соленоида связана с силой тока соотношением

   (8)

где N-число витков, l-длина соленоида. В результате расчетная формула для удельного заряда электрона принимает вид:

В целом верно.

 

5. Какие графики нужно построить  в данной работе? Поясните ход  экспериментальных кривых.

В данной лабораторной работе нужно построить  график зависимости анодного тока от тока соленоида и график зависимости  скорости изменения анодного тока от тока соленоида. Первый график показывает, что при увеличении тока соленоида  и соответственно значения вектора магнитной индукции анодный ток прекращается, т.к. радиус движения электронов уменьшается и они не достигают анода. Второй график позволяет определить ток соленоида, при котором электроны перестают долетать до анода.

Нужно не назвать графики, а объяснить ход экспериментальных кривых.

По данному графику  можно определить  значение критического тока в соленоиде

6.Литература

1. Савельев И.  В. Курс общей физики, 1978, т2, §§50,72

2. Калашников С.Г. Электричество, 1977, §§179, 182.