Методом магнетрона
Цель работы: изучить движение заряженных частиц в магнитном поле и измерить удельный заряд методом магнетрона.
Приборы и принадлежности: кассета ФПЭ-03, источник питания (амперметр), цифровой вольтметр (миллиамперметр).
Описание установки
Кассета ФПЭ-03 состоит из соленоида, в центре которого расположена лампа 6Ф6С. Анодная цепь лампы имеет следующие характеристики:
– напряжение питания постоянного тока U = 120В;
– допустимая нагрузка I = 34мА;
– радиус анода усреднённый Ra = 4,2мм.
Параметры цепи соленоида:
– напряжение питания постоянного тока U < 24В;
– допустимая нагрузка по току I = 0–2,5А;
– число витков соленоида N = 2500;
– длина намотки L = 171 мм;
– диаметр намотки D = 79,89 мм;
– индуктивность L = 170 мГн.
Питание анодной цепи и соленоида осуществляется через разъём блока питания. Принципиальная схема установки для определенияудельного заряда электрона методом магнетрона приведена на рисунке 3.5.
Ход работы
1 Подключите к кассете ФПЭ-03 источник питания через специальный разъём, к клеммам РА кассеты подключите цифровой вольтметр в режиме миллиамперметра.
2 Потенциометрами на передней панели блока питания установите напряжение накала в пределах (3 
5)В, а напряжение анода в пределах (40 90)В.
Рисунок 3.5 – Принципиальная схема устройства
3 Реостатом блока питания постепенно увеличьте силу тока соленоида Ic (через 0,1А), отсчитывая по амперметру на панели блока питания; одновременно следите за уменьшением величины анодного тока Ia по миллиамперметру в цепи анода. Показания занесите в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Данные измерений
| Ic, А | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | … | 1,5 |
| Ia, мА | ||||||
| ΔIa, мА |
В третью строку таблицы 3.1 запишите разность ΔIa двух соседних отсчётов анодного тока Ia , соответствующих двум соседним значениям тока соленоида Ic.
Величина ΔIa характеризует крутизну уменьшения анодного тока под действием магнитного поля, создаваемого током соленоида. Наибольшая величина уменьшения анодного тока ΔIa соответствует критическому току Iкр. с, значение которого берётся из первой строки таблицы 3.1
4 Не изменяя напряжения накала, для двух других значений напряжения анода повторите п. 3 и результаты занесите в соответствующие таблицы.
5 Измените напряжение накала и повторите измерения при трёх различных постоянных напряжениях Ua. Результаты занесите в таблицу.
6 В формулу 3.7 подставьте значения Ua и Iкр, а также другие постоянные и определите удельный заряд электрона 
для трех опытов. Определите среднее значение удельного заряда электрона 
, оцените погрешность измерения и сделайте соответствующие выводы.
7 По результатам измерений каждого опыта постройте сбросовые характеристики лампы – зависимости анодного тока Ia от тока Ic соленоида при U = const. Для нахождения критического значения силы тока Iкр. с в соленоиде проведите до взаимного пересечения касательную к точке перегиба сбросовой характеристики (на участке ее спада) и прямую, соответствующую изменению минимальных значений силы анодного тока (рисунок 3.6). Сравните полученные значения с расчетными.
| Ia |
| Ic |
| Iкр. с |
Рисунок 3.6 – Определение Iкр. с
Тема 4
