Лекции.Орг


Поиск:




Результаты работы и их анализ

Изучение распределения Больцмана

Преподаватель Студенты гр.355

Орловская А.В. Полынцев Е.

«11» апреля 2016 г. Власов А.

«11» апреля 2016 г.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы состоит в изучении распределения Больцмана на примере исследования температурной зависимости тока термоэлектронов, а также определение работы выхода электронов из металла в вакуум.

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

Первичная обмотка трансформатора Т питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Вторичная обмотка подключена к диодному мосту VD, выпрямленное напряжение с которого через переменный резистор R и амперметр А подается на накальную спираль лампы Л. Резистор R позволяет регулировать ток накала и, следовательно, температуру катода. В анодную цепь включен в прямом направлении источник питания, что позволяет регистрировать ток насыщения, т.е. ток всех электронов, эмитированных катодом.

 

Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 1.1

 

Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки.

При нагревании катода лампы с него слетают электроны, (электроны движутся к аноду, следовательно, возникает ток в цепи с лампой). Меняя сопротивление R, меняется ток в этой цепи. Меняя положение рукоятки «Накал лампы» мы изменяем напряжение на лампе, тем самым увеличивая количество электронов, слетающих с катода. Подключая «-» к катоду, а «+» к аноду мы меняем полюсы электромагнитного поля местами, создавая задерживающее напряжение. Таким образом “перелететь” с катода на анод смогут лишь частицы с достаточной скоростью движения. Количество таких частиц замеряется с помощью показаний амперметра на аноде (если в сети есть ток, то часть электронов все же преодолела задерживающее поле). По ходу проведения работы снимаются измерения напряжения, тока накала лампы, а также анодного тока.

 

2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЁТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Формула для расчета мощности, подведенной к нити накала:

P=I×U (2.1)

U - напряжение накала

I - ток накала

Формула зависимости температуры от мощности накала:

T=187+1103,7×P-144×P2 (2.2)

Формула зависимости силы тока от работы выхода:

(2.3)

E – работа выхода

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Iн, А Uн, В P, Вт Ia, мА ln Ia T, K 1/T, K-1
  0.34 3.68 1.25 0.003 -12.71 1341.6 0.00074
  0.36 4.05 1.45 0.004 -12.42 1484.6 0.00067
  0.37 4.24 1.56 0.006 -12.02 1558.3 0.00064
  0.38 4.37 1.6 0.009 -11.61 1584.2 0.00063
  0.38 4.5 1.71 0.012 -11.33 1653.2 0.0006
  0.39 4.67 1.82 0.017 -10.98 1718.7 0.00058

 

Таблица 3.1 – Результаты измерения и расчетов.

 

 

 


Рисунок 3.2 - График зависимости 1/ T от ln Ia

 

 

Для расчета абсолютной погрешности, был использован метод наименьших квадратов. Полученные данные были загружены в программу, и был выдан результат:

k = -11070.3

b= -4.723

Абсолютная погрешность измерений= 1.139

Пользуясь полученными данными подставим их в формулу 2.3, и найдем работу выхода:

E1= -3.22 × 10-19 Дж

E6= -3.72 × 10-19 Дж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы получили подтверждение справедливости распределения Больцмана на практике. Оказалось, что распределения Больцмана справедливо не только для молекул идеального газа, но так же применимо в реальных условиях, далеких от идеализированной модели.

В результате эксперимента были получены следующие результаты:

E1= -3.22 × 10-19 Дж

E6= -3.72 × 10-19 Дж

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Какими физическими свойствами шума определяется сила его вредного действия? | 
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-22; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 285 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Ваше время ограничено, не тратьте его, живя чужой жизнью © Стив Джобс
==> читать все изречения...

774 - | 781 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.