Порядок выполнения работы:
1. Ключ К1 перевести в положение(--),
К2 – «Вкл».
2. Изменяя ручкой потенциометра R2 наряжение, подаваемое на анод лампы, снять ВАХ диода для заданного тока накала. Результаты измерения представить в виде Таблицы №1 и Графика №1 зависимости анодного тока от напряжения, соответствующей заданному значению температуры катода.
3. Построить ВАХ в координатах ln(Ia), ln(U). Выделить прямолинейный участок, соответствующий зависимости (I) и найти параметры прямой ln(Ia)=aln(U)+b по методу наименьших квадратов. Здесь b=ln(A), а параметр а близок к 3/2, что соответствует закону Богуславского-Ленгмюра. По найденным значениям А определить удельный заряд электрона е/m.
| U,B | I,mA |
| 0,02 | |
| 0,03 | |
| 0,05 | |
| 0,06 | |
| 0,07 | |
| 0,08 | |
| 0,095 | |
| 0,1 | |
| 0,11 | |
| 0,12 | |
| 0,13 | |
| 0,14 | |
| 0,16 | |
| 0,17 | |
| 0,178 | |
| 0,182 | |
| 0,19 | |
| 0,195 | |
| 0,2 |
|
Таблица №1
|
| ln(U) | ln(I) |
| -3,912 | |
| 0,693 | -3,506 |
| 1,386 | -2,996 |
| 1,792 | -2,813 |
| 2,079 | -2,659 |
| 2,303 | -2,526 |
| 2,485 | -2,354 |
| 2,639 | -2,303 |
| 2,773 | -2,207 |
| 2,890 | -2,120 |
| 2,996 | -2,040 |
| 3,091 | -1,966 |
| 3,178 | -1,833 |
| 3,258 | -1,772 |
| 3,332 | -1,726 |
| 3,401 | -1,704 |
| 3,466 | -1,661 |
| 3,526 | -1,635 |
| 3,584 | -1,609 |
|
2.2. Лабораторная работа № 10: «Определение удельного заряда электрона
по действию магнитного поля на движущийся заряд».
Цель работы: определение заряда электрона по изменению его движения в магнитном поле.
Экспериментальная установка и методика измерений:
После того, как на экране трубки (рис. 1) появится светящееся пятно, определите величину тока соленоида, соответствующую максимальному отклонению луча от начального положения. Весь интервал токов от нуля до I разбейте на 3 части. Измерения проводятся для трех значений тока с изменением направления тока в соленоида при помощи переключателя К. В качестве величины смешения луча выбирается среднее значение отклонения, соответствующее одной фиксированной величине тока. Данные заносятся в Таблицу №1.
Рассчитать величину удельного заряда электрона для каждого из 3-х значений тока соленоида. Величина коэффициента А указана на лабораторном столе. Определить среднее значение 
и рассчитать погрешность.
Таблица №1
| I,мA | y↓,м | y↑,м |  ,м
| (e/m),Кл/кг |
| 0,03 | 0,034 | 0,032 | 1,76E+11 | |
| 0,025 | 0,031 | 0,028 | 1,94E+11 | |
| 0,021 | 0,026 | 0,0235 | 2,13E+11 | |
| 0,016 | 0,018 | 0,017 | 1,98E+11 | |
| 0,01 | 0,013 | 0,0115 | 2,04E+11 |
· Определили среднее значение (e/m)= 
Кл/кг и рассчитали погрешность измерения:
· Сравним с известным значением удельного заряда электрона:
= 1,759 
2.3. Лабораторная работа № 12. « Исследование магнитного поля соленоида»
Цель работы: экспериментальное определение характеристик магнитного поля соленоида.
Экспериментальная установка и методика измерений.
Порядок выполнения работы: Рис. 1
- Собрать схему, приведенную на рис.1, подключить звуковой генератор к сети переменного тока, дать установке прогреться 5-10 мин.
- На звуковом генераторе установить частоту f=1000 Гц, напряжение – по вольтметру генератора U=4B.
- Вращая рукоятку, устанавливать катушку L2 в разные точки соленоида L1 c интервалом 30 мм последовательно от отметки 0 мм до отметки 270 мм, снимая при этом соответствующие показания по милливольтметру V2. Полученные данные l (мм) и U2 (В) занести в Таблицу №1.
- Установить катушку L2 точно на середине соленоида (I=150 мм). Затем меняя напряжение U1, на звуковом генераторе от 2В до 5 В с интервалом 0,5В и, контролируя его по вольтметру V1, звукового генератора, снять соответствующие показания по милливольтметру V2. Полученные значения (U1 и U2) занести в Таблицу №2.
- По полученным данным рассчитать значения В0. Все результаты расчетов занести в Таблицу №2. По полученным данным построить Графики №1 и №2 зависимостей B0=F(L) и В0=F(I), где I- ток в соленоиде L1: рассчитать по U1 и известному сопротивлению R1.
Таблица №1.
| L, мм | |||||||||
| U, мВ | 1,7 | 1,9 | 2,1 | 2,1 | 2,1 | 1,9 | 1,7 | ||
| B0, Тл | 6,8E-08 | 7,6E-08 | 8E-08 | 8,4E-08 | 8,4E-08 | 8,4E-08 | 8E-08 | 7,6E-08 | 6,8E-08 |
Таблица №2.
| U, B | 2,5 | 3,5 | 4,5 | ||||
| U2, мB | 1,3 | 1,5 | 1,8 | 2,1 | 2,3 | 2,6 | |
| I, А | 5,00E-03 | 6,25E-03 | 7,50E-03 | 8,75E-03 | 1,00E-02 | 1,13E-02 | 1,25E-02 |
| B0, Тл | 4E-08 | 5,2E-08 | 6E-08 | 7,2E-08 | 8,4E-08 | 9,2E-08 | 1,04E-07 |
2.4. Лабораторная работа № 13. «Определение напряженности магнитного поля Земли »
Цель работы: Измерение напряженности магнитного поля Земли магнитометрическим методом.
|
Порядок выполнения работы.
1. Собрать схему согласно рис.1. При включенном источнике
питания 
, поворачивая контур тангенс-гальванометра, установить витки его катушки в плоскости геомагнитного меридиана, т.е. добиться совпадения плоскости контура с направлением магнитной стрелки.
2. Включить ток в катушке ключом К. Изменяя величину тока реостатом R, добиться поворота стрелки на угол 
=45° и зафиксировать значение силы тока 
.
3. Переключателем П изменить направление тока в катушке, добиться отклонения стрелки на 
=-45°и зафиксировать силу тока 
. Данные измерений занести в Таблицу №1.
4. Взяв среднее значение токов и , вычислить по формуле 
значение горизонтальной составляющей Нг.
5. Повторить измерения пять раз. Вычислить погрешность результатов измерений.
N=20; D=2r=20,5 см
Таблица №1 
| =45°
| =-45°
| 
| |
| (мА)
| |||
| (мА)
| |||
 (мА)
| |||
 (мА)
| 157,5 | ||
 (мА)
|
Вычислим погрешность результатов измерений:
= 
, p=0,95; f=4; 
=2.776; 
=1,4 
;
Волновая оптика
3.1. Лабораторная работа №1. « Изучение линейно поляризованного света »
Цель работы: изучение методов получения линейно поляризованного света и некоторых го свойств.