Thí Nghiệm Định Nghĩa Điện Tích Riêng Điện Tử - P2510200 E1. Môn Cơ học (ô tô) | Đại học Trường Đại học Phenika.

lOMoAR cPSD| 59387619 Bài 10 (P2510200E):
ĐO ĐIỆN TÍCH RIÊNG CỦA ĐIỆN TỬ
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Khảo sát chuyển động của electron trong điện trường và từ trường -
Xác định điện tích riêng của electron (-e/m).
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Nếu một electron có khối lượng m0 và điện tích e được gia tốc trong hiệu điện thế U, thì
động năng của nó đạt được:
(1) Trong đó v là vận tốc của electron.
Trong từ trường, có cảm ứng từ , lực Lorentz tác dụng lên electron với vận tốc là: (2)
Từ trường đều được tạo ra bằng cuộn Helmholtz. Electron sẽ chuyển động theo đường
xoắn ốc dọc theo đường sức từ. Nhưng trong tường hợp đặc biệt vuông góc với thì nó sẽ
chuyển động trên đường tròn bán kính r.
Khi đó, lực hướng tâm chính là lực Lorentz, và ta thu được (3) (4)
Kết hợp (1) và (3), ta suy ra được điện tích riêng của electron
Đối với các cuộn Helmholtz, với mỗi cuộn có n vòng dây, thì từ trường đều ở trung tâm giữa hai cuộn là:
Trong đó R là bán kính cuộn dây, I là cường độ dòng điện chạy qua các cuộn, và
là hằng số từ, R = 0,2 m, n = 154 vòng.
III. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
+ Ống phát chùm điện tử hẹp lOMoAR cPSD| 59387619
+ Cuộn dây helmholtz tạo từ trường (one pair)
+ Buồng quan sát điện tử
+ Nguồn cung cấp ổn định: DC: 0-12V, 0,5, 0-650V, 500mA/AC: 6,3V, 2A
+ Nguồn cung cấp đa năng: DC: 0-18V, 0-5A/ AC: 2/4/6/8/10/12/15V, 5A
+ Đồng hồ vạn năng 3-1/2 số: DCV: 200 mV/2/20/200/1000 V; ACV: 200 mV/2/20/200/750 V
+ Bộ dây kết nối (13 dây/bộ)
IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1.
Thiết lập các thiết bị
Hình 1: Thiết lập thí nghiệm xác định điện tích riêng của electron
+ Thiết lập thí nghiệm như hình 1. Nối dây điện như trong hình 2 và hình 3. Hai cuộn dây được
đặt đối diện nhau như cách sắp xếp Helmholtz. Vì dòng điện ở hai cuộn phải như nhau nên ta
nên mắc nối tiếp chúng với nhau. Dòng điện không được vượt quá 5A. lOMoAR cPSD| 59387619
Hình 2: Sơ đồ các cuộn Helmholtz
Hình 3: Sơ đồ ống phóng chùm e hẹp
Tiến hành thí nghiệm
+ Nếu các cực từ được sắp xếp chính xác, ta sẽ thấy một quỹ đạo phát sáng cong được nhìn thấy
trong bóng tối. Bằng cách thay đổi từ trường (dòng điện) và vận tốc của các electron (điện áp
gia tốc), bán kính quỹ đạo có thể được điều chỉnh, sao cho trùng với bán kính được xác định bởi
đường phát sáng. Khi chùm electron trùng với đường phát sáng, chỉ một nửa vòng tròn có thể
quan sát được. Bán kính của đường tròn là 2, 3, 4, hoặc 5cm.
+ Mô tả chi tiết về ống phát chùm electron hẹp trong tài liệu hướng dẫn vận hành.
+ Nếu đường có dạng xoắn ốc, phải điều chỉnh để loại bỏ bằng cách xoay ống phát chùm hẹp quanh trục dọc của nó. 2.
Đánh giá V. NỘI DUNG CẦN BÁO CÁO
Báo cáo thí nghiệm được viết theo các phần chính sau:
I. Mục đích thí nghiệm
- Trình bày ngắn gọn mục đích của bài thí nghiệm.
II. Cơ sở lý thuyết
- Trình bày ngắn ngọn lí thuyết liên quan phép đo và đại lượng tính.
III. Kết quả thực nghiệm
- Bảng số liệu thực nghiệm. lOMoAR cPSD| 59387619 0.02 m 0.03 m 0.04 m 0.05 m U (V) I (A) e/m 0 I (A) e/m0 I (A) e/m0 I (A) e/m0 100 120 140 160 180 200 220 240 260
- Tính các giá trị trung bình, sai số tuyệt đối và tỷ đối
- Kết quả xác định được (kết quả được ghi dưới hai dạng ; ) IV. Nhận xét
- Nhận xét các kết quả thí nghiệm, xác định nguyên nhân của các sai số.
- Ý kiến đề nghị để bài thí nghiệm được tốt hơn (nếu có). Lưu ý:
1. Bảng kết quả thực nghiệm phải được xác nhận của giáo viên hướng dẫn thí nghiệm, nó phải
được ghi rõ ràng, không tẩy xoá (có thể ghi nháp trước, khi nào thấy kết quả hợp lý, chắc
chắn mới ghi vào bảng).
Có thể bỏ qua mục V. NỘI DUNG CẦN BÁO CÁO; mà viết trực tiếp kết quả và các tính vào
bài và thêm phần NHẬN XÉT.