Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Обработка результатов измерений

Используя формулы (18.7) и (18.8), выразим , учитывая, что

. (18.12)

Подставим выражение (18.12) в формулу (18.11) и преобразуем ее к виду:

. (18.13)

Таким образом, графиком зависимости от величины

должна быть прямая с угловым коэффициентом, численно равен отношению е/т. Согласно данным пункта 3. постройте график указанной выше зависимости. Геометрической или аналитической обработкой данных по методу наименьших квадратов вычислите значение е/т и оцените величины стандартных погрешностей. Зная заряд электрона е (е =1,6 10 ^-19 Кл), вычислите его массу.

Расчетные таблицы разработать самостоятельно.

Контрольные вопросы

1. Как зависит величина отклонения электронов в радиолампе от напряжения на аноде и почему?

2. Как зависит отклонение электронов от тока в катушке и почему?

3. По какому правилу можно определить направление отклонение электронов в магнитном поле?

4. Как влияет электрическое поле на изменение величины и направление скорости движения электронов?

5. При выводе формул мы пренебрегли внешним магнитным полем, например, Земли. Для того, чтобы обнаружить влияние внешнего магнитного поля, изменяют направление магнитного поля в катушке. Как это сказывается на картине движения электронов в отсутствии и при наличии внешнего магнитного поля?

6. Проверти на опыте, можем ли мы в условиях данного опыта пренебрегать внешними магнитными полями?

7. Как влияет изменения направления магнитного поля в катушке на характер движения электронов в радиолампе?

8. Почему и как при внесении в катушку куска железа изменяется характер движения электронов?

9. Почему изменяется траектория движения электронов, если к радиолампе поднести постоянный магнит?

Лабораторная работа №19: Определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Земли

Цель работы: изучение элементов земного магнетизма и определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля земли.

Оборудование: экспериментальная установка.

Краткая теория

Элементы земного магнетизма

Земля в целом представляет собой огромный шаровой магнит. В любой точке пространства, окружающего Землю, и ее поверхности обнаруживается действие магнитных силовых линий. Иными словами, в пространстве, окружающем Землю, создается магнитное поле, силовые линии которого изображены на рисунок 19.1. Северный магнитный полюс находится у южного географического, а южный магнитный – у северного. Магнитное поле Земли на экваторе направлено горизонтально, а у магнитных полюсов вертикально. В остальных точках земной поверхности магнитное поле Земли направлено под некоторым углом.

Существование магнитного поля в любой точке Земли можно установить с помощью магнитной стрелки. Если подвесить магнитную стрелку NS на нити L (рис. 19.2) так, чтобы точка подвеса совпадала с центром тяжести стрелки, то стрелка установится по направлению касательной к силовой линии магнитного поля Земли. В северном полушарии южный конец будет наклонен к Земле и ось стрелки составит с горизонтом угол наклонения q (на магнитном экваторе наклонение равно 0). Вертикальная плоскость, в которой расположится ось стрелки, называется плоскостью магнитного меридиана. Все плоскости магнитных меридианов пересекаются по прямой NS, а следы магнитных меридианов на поверхности Земли сходятся в магнитных полюсах N и S. Так как магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами, то ось стрелки будет отклоняться от географического меридиана.

Угол, который образует вертикальная плоскость, проходящая через ось магнитной стрелки (магнитный меридиан) с географическим меридианом, называется магнитным склонением a (рис. 19.2). Вектор полной напряжённости магнитного поля земли можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную (рис. 19.3). Знание углов склонения и наклонения, а также горизонтальной составляющей даст возможность определить величину и направление полной напряженности магнитного поля Земли в данной точке. Если магнитная стрелка может свободно вращаться лишь вокруг вертикальной оси, то она будет устанавливаться под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в плоскости магнитного меридиана. Горизонтальная составляющая , магнитное склонение a и наклонение q называются элементами земного магнетизма.

Магнитное поле кругового тока

Согласно теории, напряженность магнитного поля в центре О, создаваемого элементом длины dl кругового витка радиусом R, по которому протекает ток I, может быть определена по закону Био-Савара- Лапласа

, (19.1)

и векторная запись этого закона имеет вид

В этом выражении: r – модуль радиуса-вектора , проведенного из элемента проводника dl в рассматриваемую точку поля; 1/4 p - коэффициент пропорциональности для записи формулы в системе единиц СИ.

В рассматриваемом примере радиус-вектор перпендикулярен к элементу тока , а по модулю равен радиусу витка, так что

Поэтому

(19.2)

Вектор напряженности магнитного поля направлен перпендикулярно к плоскости чертежа, в которой лежат векторы и , ориентирован по правилу буравчика.

Все векторы магнитных полей, создаваемых в точке О различными участками кругового витка с током, направлены в одну сторону, перпендикулярно к плоскости чертежа.

Поэтому напряженность результирующего поля в точке О можно подсчитать так:

. (19.3)

Напряженность магнитного поля в системе СИ измеряется в А/м.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒